Ensinando argumentação científica: um estudo sobre os saberes docentes na formação inicial

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA

ENSINANDO ARGUMENTAÇÃO CIENTÍFICA: UM ESTUDO SOBRE OS SABERES DOCENTES NA FORMAÇÃO INICIAL

WESLEY COSTA DE OLIVEIRA

NATAL 2019

ENSINANDO ARGUMENTAÇÃO CIENTÍFICA: UM ESTUDO SOBRE OS SABERES DOCENTES NA FORMAÇÃO INICIAL

Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito parcial para a obtenção do título Doutor em Ensino de Ciências e Matemática.

Orientadora: Dra. Márcia Gorette Lima da Silva Co-orientador: Dr. Agustín Adúriz-Bravo

NATAL 2019

WESLEY COSTA DE OLIVEIRA

ENSINANDO ARGUMENTAÇÃO CIENTÍFICA: UM ESTUDO SOBRE OS SABERES DOCENTES NA FORMAÇÃO INICIAL

BANCA EXAMINADORA

____________________________________________________________ Dra. Josivânia Marisa Dantas

Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN Presidente da Banca

____________________________________________________________ Dr. Milton Thiago Schivani Alves

Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN Examinador Interno

____________________________________________________________ Dr. Ana Paula Bispo da Silva

Universidade Estadual da Paraíba – UEPB Examinador Interno

____________________________________________________________ Dr. Pablo Moreno Paiva de Capistrano

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte - IFRN Examinador Externo

____________________________________________________________ Dr. Severino Carlos Gomes

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte - IFRN Examinador Externo

DEDICATÓRIAS

A minha amada esposa, Klaryssa Gurgel, que esteve, incondicionalmente, ao meu lado durante essa longa e dolorosa jornada. Não poderia deixar te dedicar. Obrigado por participar e me apoiar em mais essa vitória... Amo muito você!

Aos meus pais, Wilson e Nires, que sempre se sacrificaram para que eu e meus irmãos tivessem a melhor Educação. Se estou no topo da minha carreira acadêmica, devo isso a vocês. Amo muito!

A minha avó, Ivanilda (in memoriam), que me proporcionou momentos de muito amor e carinho enquanto esteve entre nós. Muitas saudades da senhora...

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, em primeiro lugar, pela oportunidade de superar todas as dificuldades durante esta caminhada dos últimos quatro anos. Foi Ele que me deu a saúde e a sabedoria necessárias para chegar até esse momento. Sem a presença divina em minha vida, nada disso teria sido possível!

Agradeço a Klaryssa Gurgel, minha esposa, pela paciência diante das dificuldades, pelo incentivo nos momentos de cansaço e pelos cuidados comigo quando me faltou saúde mental. Achei que não iríamos sobreviver a tudo isso. Já disse a você inúmeras vezes, mas gostaria de repetir: Na minha vida, encontrei a pessoa com que posso dividir todos os momentos, sem exceção! E mais do que no mestrado, não é nada fácil conciliar a vida de casado com a de doutorando, por isso essa vitória é nossa. A VOCÊ, MAIS UMA VEZ, MEU ETERNO MUITO OBRIGADO!

Agradeço a toda minha família: a meu pai (Wilson), a minha mãe (Nires) e aos meus irmãos Wisley e Nathália. Foi no ceio da minha família que construí minhas bases e que pude vivenciar momentos lindos, tão raros nas famílias de hoje. Foram inúmeros bons exemplos que guardo na minha memória e que levo para a família que construo todos os dias com Klaryssa.

Agradeço a meus avós, Zuleide, Basílio, Lourival e Ivanilda (em memória), e aos meus sogros, Gurgel e Selma, pelos exemplos de superação. E claro, obrigado por terem me dado os maiores presentes da minha vida, os meus pais e a minha esposa.

Também agradeço aos meus tios e primos, que completam a grande família, pelos momentos de alegria e partilha.

A Andreia Varela pelas inúmeras conversas de horas e horas pelo whatsapp, pelo telefone e pessoalmente. Todo esse apoio mútuo fez grande diferença não somente no doutorado, mas na minha vida. Você foi um presente de Deus. Obrigado, minha AMIGA!

A minha orientadora, Márcia Goretti, pela paciência, dedicação e, principalmente, pelo apoio, que foram decisivos para que eu pudesse me encontrar enquanto pesquisador iniciante. Sei que ainda tenho muito a aprender, mas o pouco que aprendi nesse curso, devo a você. Obrigado por ter me apresentado a Argumentação no Ensino de Ciências.

Agradeço aos meus colegas de Grupo de Pesquisa pelos momentos enriquecedores de discussões, pelas inúmeras contribuições, por dividir as angustias e pela amizade de vocês.

Ao Prof. Dr. Agustin Adúriz-Bravo, da Universidade de Buenos Aires, por partilhar um pouco dos seus conhecimentos durante os 29 dias que estive em seu grupo de pesquisa. Mas acima de tudo, gostaria de agradecer pela maneira como me acolheu em seu país, em sua cidade, em seu grupo. Apesar de todas as dificuldades pessoais relacionadas a viagem, foi uma experiência incrível!

A todos os docentes da UFRN e os professores externos que tive contato durante o doutorado. Obrigado pelos momentos de troca de conhecimento, pelas orientações, pelos exemplos e pelos incentivos ao longo desse caminho.

A todos os professores do IFRN (antigo CEFET-RN), com quem iniciei a minha formação acadêmica. Vocês foram fundamentais para eu pudesse estar aqui.

Agradeço aos pibidianos, que participaram do curso de FP, aos meus colegas de doutorado pelas enriquecedoras discussões e a todos que de alguma forma contribuíram na construção desta tese de doutorado.

RESUMO

Nos últimos anos, estudos envolvendo a argumentação e os diferentes objetivos para a educação científica têm se diversificado em torno de propostas de sequências de ensino. Há também indicações políticas internacionais defendendo sua inserção nas salas de aula de ciências. Embora a literatura venha destacando a importância de seu ensino e haja indicações políticas, sabe-se que promovê-la nas aulas de ciência não é algo simples. A falta dos saberes docentes por parte dos professores para apoiar a argumentação dos alunos tem sido identificada como um importante obstáculo. Uma das possibilidades para desenvolver esses saberes, e mais especificamente, aqueles relacionados ao conhecimento meta-estratégico, pode ser atuar na Formação de Professores (FP). Assim, defende-se o desenvolvimento desse conhecimento por meio de um curso de FP, engajando os licenciandos em discussões explícitas sobre as características gerais da argumentação. Para tanto, adotou-se o uso da História e Filosofia da Ciência (HFC) como abordagem para promover o engajamento em processos argumentativos e a compreensão epistemológica nos licenciandos. Esta tese objetivou estudar elementos dos saberes dos futuros docentes para a inserção da argumentação em salas de aulas de ciências. O referencial teórico foram os trabalhos de Anat Zohar acerca dos saberes docentes no contexto do ensino de estratégias de pensamento. Quanto as decisões metodológicas, adotou-se a Análise Textual Discursiva (ATD) para o tratamento dos dados. O corpus é proveniente de 11 documentos inscritos, das gravações em áudio e vídeo de 12 encontros, das gravações em áudio e vídeo de 3 intervenções para estudantes de Ensino Médio e de 2 entrevistas com alunos-bolsistas de graduação do subprojeto-Física do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Entre os principais resultados, devido à natureza singular desse tipo de conhecimento, propõe-se a utilização de um termo especial: conhecimento docente para a inserção da argumentação como estratégia de pensamento de alta ordem. E a partir dele, outras duas denominações: a primeira, o conhecimento pedagógico no contexto do ensino da argumentação como estratégia de pensamento de alta ordem e, a segunda, o conhecimento da argumentação como estratégia de pensamento de alta ordem. Em relação ao primeiro foi proposto um corpo de conhecimento específico, dentre os quais 5 saberes docentes que “emergiram” durante as análises. Já em relação ao segundo, em especial, o conhecimento meta-estratégico da argumentação, foram propostos 8 saberes docentes para esse corpo de conhecimento específico.

Palavras-chave: Argumentação; Conhecimento meta-estratégico da argumentação; Formação de professores.

ABSTRACT

In recent years, studies involving argumentation and different goals for science education have diversified around teaching sequence proposals. In recent years, studies involving argumentation and different goals for science education have diversified around teaching sequence proposals. There are also international political indications defending their insertion in the science classrooms. Although literature has emphasized the importance of its teaching and there are political indications, we know that promoting it in science classes is not something simple. The lack of teacher knowledge on the part of teachers to support students' arguments has been identified as a major obstacle. One of the possibilities to develop these knowledge, and more specifically, those related to meta-strategic knowledge, can be to act in the Teacher Education (TE). Thus, the development of this knowledge is defended through a TE course, engaging the graduates in explicit discussions about the general characteristics of the argumentation. For that, the convergence of History and Philosophy of Science-Argumentation was adopted as a didactic position. In other words, the use of History and Philosophy of Science (HFC) was adopted as an approach to promote the engagement in argumentative processes and the epistemological understanding in the graduating. This thesis aimed to study elements of the knowledge of future teachers for the routine insertion of argumentation in science classrooms. The theoretical reference was the works of Anat Zohar about the teaching knowledge in the context of teaching strategies of thought. Regarding the methodological decisions, the Discursive Textual Analysis (DTA) was adopted for the treatment of the data. The corpus came from 11 documents, audio and video recordings of 12 meetings, audio and video recordings of 3 interventions for high school students and 2 interviews with undergraduate students of the subproject-physics of PIBID-UFRN. Among the main results, due to the unique nature of this type of knowledge, it was proposed to use a special term: teacher knowledge for the routine insertion of argumentation as a strategy of high order thinking. And from it, two other denominations: the first, pedagogical knowledge in the context of the teaching of argumentation as a strategy of high order thinking, and the second, the knowledge of argumentation as a strategy of high order thinking. In relation to the first, a specific body of knowledge was proposed, among which 5 teaching knowledge that "emerged" during the analysis. In relation to the second, in particular, the meta-strategic knowledge of the argumentation, 8 teaching knowledge was proposed for this body of specific knowledge.

Key-words: Argumentation, Meta-strategic knowledge of argumentation, Teacher education.

LISTA DE TABELAS

Quadro 1 - Cronograma das temáticas da ênfase Teórica e o(s) objetivo(s) de

cada encontro.………... 54

Quadro 2 - Cronograma das temáticas da ênfase Prática-Reflexiva e o(s) objetivo(s) de cada encontro………. 55 Quadro 3 - Cronograma das temáticas da ênfase Criativa e o(s) objetivo(s) de

cada encontro……… 56

Quadro 4 – Identificação dos documentos escritos e objetivos……….. 61 Quadro 5 – Categoria Não distinguiu consistentemente e suas unidades de

análise………... 71

Quadro 6 – Categoria Distinguiu consistentemente e suas unidades de análise…. 73 Quadro 7 – Categoria Inconsistente e suas unidades de análise………. 74 Quadro 8 – Categoria Não distinguiu consistentemente e suas unidades de

análise………... 77

Quadro 9 – Categorias do Conhecimento pedagógico no contexto do ensino de pensamento de alta ordem e suas unidades de análise………. 80 Quadro 10 – Categoria Distinguiu consistentemente e suas unidades de análise... 83 Quadro 11 – Argumento construído e classificação das declarações em cada

grupo………. 86

Quadro 12 – Categoria Citou componente do argumento/termo relacionado e suas unidades de análise.……….. 89 Quadro 13 – Categoria Citou a natureza das evidências/Exemplo e suas

unidades de análise………... 92

Quadro 14 – Categoria Estabeleceu critérios de avaliação de argumentos e suas

unidades de análise.……….. 93

Quadro 15 – Categoria Citou componente do argumento/termo relacionado e suas unidades de análise………... 96 Quadro 16 – Categoria Citou a natureza das evidências/Exemplo e suas

unidades de análise………... 98

Quadro 17 – Categoria Nomeou a argumentação como estratégia de pensamento e suas unidades de análise……… 99 Quadro 18 – Episódio 1 do momento Opinião vs Argumento……… 103 Quadro 19 – Episódio 2 do momento Opinião vs Argumento……… 104

Quadro 20 – Episódio 3 do momento Opinião vs Argumento……… 105 Quadro 21 – Episódio 4 do momento Opinião vs Argumento……… 106 Quadro 22 – Episódio 5 do momento Opinião vs Argumento……… 107 Quadro 23 – Categorias do Conhecimento meta-estratégico da argumentação, episódios, turno e suas unidades de análise mobilizadas no momento Opinião vs

Argumento……….. 108

Quadro 24 – Episódio 1 do momento Analisando os componentes básicos do

argumento.………. 110

Quadro 25 – Episódio 2 do momento Analisando os componentes básicos do

argumento……….. 111

Quadro 26 – Episódio 3 do momento Analisando os componentes básicos do

argumento.………. 112

Quadro 27 – Episódio 4 do momento Analisando os componentes básicos do

argumento……….. 113

Quadro 28 – Episódio 5 do momento Analisando os componentes básicos do

argumento……….. 114

Quadro 29 – Categorias do Conhecimento meta-estratégico da argumentação, episódio, turno e exemplo de unidade de análise identificada no momento Analisando os componentes do argumento...……….. 115 Quadro 30 – Episódio 1 do momento Avaliando os argumentos no grande

grupo………... 117

Quadro 31 – Episódio 2 do momento Avaliando os argumentos no grande

grupo..………. 118

Quadro 32 – Episódio 3 do momento Avaliando os argumentos no grande

grupo………... 119

Quadro 33 – Categorias do Conhecimento meta-estratégico da argumentação, episódios, turnos e exemplo de unidade de análise identificada no momento Analisando os componentes no grande grupo………. 120

SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO ...…... 12

INTRODUÇÃO ...…….... 16

1 CAPÍTULO 1 ...………….. 27

1.1 ARGUMENTAÇÃO NO ENSINO DE CIÊNCIAS ………. 27

1.1.1 FUNDAMENTOS COGNITIVOS E EPISTEMOLÓGICOS RELACIONADOS À INSERÇÃO DA ARGUMENTAÇÃO NA EDUCAÇÃO CIENTÍFICA ...…………... 27

1.1.2 OS SABERES DOCENTES ENVOLVIDOS NA INSERÇÃO DA ARGUMENTAÇÃO NA EDUCAÇÃO CIENTÍFICA ……….. 36

1.1.2.1 O conhecimento pedagógico no contexto do ensino de estratégias de pensamento de alta ordem ..…...….. 38

1.1.2.2 A metacognição dos professores no contexto do ensino de estratégias de pensamento de alta ordem ………... 41

1.1.3 A CONVERGÊNCIA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA-ARGUMENTAÇÃO ………... 44

1.1.3.1 A História e Filosofia da Ciência e o ensino de ciências ………. 44

1.1.3.2 A Natureza da Ciência e o Ensino de Ciências ……… 45

1.1.3.3 O desenvolvimento da compreensão epistemológica por meio de episódios históricos ……… 49

2 CAPÍTULO 2 ……….. 51

2.1 PERCURSO METODOLÓGICO ………. 51

2.1.1 O CONTEXTO E OS SUJEITOS DA PESQUISA ………... 51

2.1.2 O CURSO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES ……….. 53

2.1.3 A PESQUISA E A METODOLOGIA DE ANÁLISE DOS DADOS ……... 57

3 CAPÍTULO 3 ……….. 64

3.1 INVESTIGANDO OS SABERES DOCENTES DURANTE AS ÊNFASES TEÓRICA E PRÁTICA-REFLEXIVA …..……….. 64

3.1.1 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE DOS DOCUMENTOS 1 ... 64

3.1.3.1 Análise longitudinal ………....…..…..……...….………... 67

3.1.3.1 Análise horizontal ………....…………..……… 70

3.1.2 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE DOS DOCUMENTOS 5 ...…. 76

3.1.3 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE DO DOCUMENTO 6 ……….………..……….…………... 84

3.1.3.1 Análise do conhecimento de estratégias de pensamento: nível cognitivo ...….……….……... 86

3.1.3.2 Análise do conhecimento de estratégias de pensamento: nível metacognitivo ...….……….... 88

3.1.3 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE DO DOCUMENTO 11 ……….………..……….…………. 95

3.2 INVESTIGANDO OS SABERES DOCENTES DURANTE A ÊNFASE CRIATIVA ………..…..………...……….. 101

3.2.1 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE: MOMENTO OPINIÃO VS ARGUMENTO …….…...……..……..………..…….. 102

3.2.2 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE: MOMENTO

ANALISANDO OS COMPONENTES BÁSICOS DO ARGUMENTO ………... 110

3.2.3 CATEGORIZANDO AS UNIDADES DE ANÁLISE: MOMENTO AVALIANDO OS ARGUMENTOS NO GRANDE GRUPO ..…...…………... 116

4 CAPÍTULO 4 …….………...….. 122

4.1 O “NOVO EMERGENTE” ………... 122

REFERÊNCIAS ...…... 127

APRESENTAÇÃO

A escolha por uma temática para o desenvolvimento de uma tese de doutorado envolve diferentes fatores, sendo impossível fazer referência a todos. Especificamente para a construção desta pesquisa, os mais significativos retratam um pouco da minha trajetória formativa e profissional: o curso de licenciatura em Física pelo Instituto Federal do Rio Grande do Norte-IFRN (2003-2006); a experiência profissional em instituições particulares (2004-2010) e públicas (2011 até os dias atuais) de ensino na Educação Básica; o mestrado profissional em Ensino de Ciências Naturais e Matemática pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN (2010-2013); a atuação como professor-supervisor do Programa Institucional de Bolsas de Incentivo à Docência-PIBID no subprojeto Física da UFRN (2012-2018); o ingresso no doutorado em Ensino de Ciências e Matemática da UFRN e no Grupo de Estudos sobre Argumentação e Ensino de Ciências (ambos no segundo semestre de 2015). Nesta Introdução, discorrerei, brevemente, sobre as contribuições diretas ou indiretas de cada um desses fatores. Serão ainda explicitados a tese defendida, as questões de pesquisa, os objetivos geral e específicos e os capítulos que irão compor este trabalho.

Após o término da Educação Básica, o ingresso no curso de licenciatura, no ano de 2003, permitiu um contato mais profundo com as teorias e as atividades experimentais relacionadas à Física. Esse fato impulsionou um desejo já enraizado durante a Educação Básica de conhecer mais sobre essa ciência. No decorrer do curso, além dos conteúdos disciplinares, aprofundei-me em alguns saberes pedagógicos em componentes curriculares como Didática e Instrumentação para o Ensino de Física. Mas, foi a História e a Filosofia das Ciências que chamou minha atenção de maneira singular. O estímulo à reflexão e as discussões ocorridas nas aulas desse componente curricular, ainda que de maneira embrionária, serviram para plantar uma semente que aos poucos foi germinando e ganhando corpo até aqui. Outro elemento formativo fundamental, tanto como professor quanto como acadêmico, foi a obrigatoriedade de produzir uma monografia para obtenção da graduação ao final do curso. Essa experiência permitiu meus primeiros contatos com trabalhos e pesquisas envolvendo o ensino de ciências. Nesse caso específico, meu interesse em investigar sobre as atividades experimentais para o ensino de Física culminou no trabalho intitulado Uma Análise da Utilização das Atividades Experimentais e dos Laboratórios Didáticos para o Ensino de Física no Ensino Médio do CEFET-RN, apresentado no final do ano de 2006.

Em paralelo à formação inicial, foram surgindo os primeiros contatos com a realidade escolar como “professor”. O início ocorreu no ano de 2004 (durante o 3° período do curso de licenciatura) em uma escola particular na cidade de Natal-RN, assumindo turmas de 9° ano do Ensino Fundamental II e de 1a _{série do Ensino Médio. Foi bastante difícil em decorrência da} pouca experiência e do pouco conhecimento tanto disciplinar quanto pedagógico. Nesse momento inicial, as minhas primeiras inquietações envolvendo o ensino de Física começaram a surgir: Como planejar as aulas de Física para essas turmas? Que metodologia devo utilizar? A “solução” mais fácil foi “reproduzir” o livro didático e “imitar” alguns colegas professores até que uma base para a “identidade profissional” fosse sendo construída. No ano seguinte, ocorreu meu primeiro contato com a realidade da escola pública, por meio do estágio curricular obrigatório, que foi realizado na Escola Estadual Professor Anísio Teixeira, também na cidade de Natal. Nessa instituição, por falta de docentes, assumi a função de professor, agora em turmas de 1a _{e 2}a _{séries do Ensino Médio. Passei, então, a enfrentar} desafios diferentes da realidade anterior como, por exemplo, as precárias condições de trabalho. Porém, essa experiência durante minha formação inicial foi fundamental na construção de uma ligação emocional com a escola pública, onde tenho a satisfação de estar, atualmente, como docente.

Após o término do curso, agora licenciado em Física, foram surgindo outras oportunidades de atuar em instituições privadas da Educação Básica, cursinhos particulares de preparação para o vestibular e cursos técnicos, entre os anos de 2007 e 2010. Permeando essas novas experiências profissionais, os desafios inerentes ao ensino de ciências tornaram-se cada vez mais claros e um questionamento me inquietava: Além do ensino de conceitos científicos, como eu posso contribuir para a formação dos meus alunos da Educação Básica? Nesse momento, as experiências em sala de aula possibilitaram meu amadurecimento e, dessa forma, pude compreender que parte da resposta a essa inquietação estaria na pós-graduação. Assim, em 2010, participei da seleção e, no segundo semestre, ingressei no mestrado profissional do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática da UFRN. Após um ano, se deram minha saída das instituições privadas e meu retorno à escola pública, agora como professor efetivo do quadro da rede estadual de ensino. Iniciei meu trabalho em três escolas, incluindo a instituição em que realizei o estágio obrigatório durante a licenciatura, a Escola Estadual Professor Anísio Teixeira.

O ingresso no mestrado foi um “divisor de águas”, tanto formativo quanto profissional, pois foi a partir desse momento que meu contato com a academia passou a ser bem mais intenso: participei de minicursos, palestras, simpósios e congressos; publiquei em dois eventos nacionais os trabalhos Oliveira e Ferreira (2011a; 2011b); tive acesso a várias pesquisas, além de professores e pesquisadores nacionais e internacionais. Além disso, componentes curriculares como a Didática das Ciências Naturais e Matemática e a Filosofia das Ciências e Ensino de Ciências da Natureza e da Matemática foram particularmente marcantes. O primeiro, contribuiu para meu Desenvolvimento Profissional-DP, principalmente, no que se refere aos saberes docentes no contexto do ensino de conceitos científicos (SHULMAN, 1986). Já o segundo componente oportunizou o contato com a obra O que é ciência afinal?, de Alan Chalmers (1993) e reavivou meu interesse pela Filosofia das Ciências e Epistemologia, que havia iniciado durante a graduação. Combinando esse interesse e a orientação da Profa_{. Dr}a_{. Juliana M. H. F. Drummond, departamento de Física da UFRN,} iniciei meus estudos acerca da Natureza da Ciência-NdC e sua interface com o ensino de ciências a partir dos trabalhos de El-Hani et al. (2009), Ferreira et. al (2010), Lederman (2002; 2006) e McComas et al. (1998). Durante a revisão desses e outros trabalhos da área pude perceber que as discussões sobre ciências eram escassas em todos os níveis de ensino e que discutir sobre a natureza da atividade científica em minhas aulas de Física poderia contribuir para a formação dos alunos para além do ensino de conceitos científicos. Com o objetivo de minimizar essas lacunas, defini a NdC e sua relação com o ensino de ciências como foco da minha dissertação e passei a me preocupar em como ensinar sobre ciências. A partir dessa decisão, iniciei o estudo de trabalhos relacionados ao uso da História e Filosofia da Ciência-HFC como uma abordagem para ensinar explicitamente sobre NdC. Mais especificamente, em função da sua riqueza e do seu potencial didático, aprofundei-me em trabalhos relacionados à história do vácuo, para citar alguns: Longhini e Nardi (2009), Martins (1989a; 1989b; 1993) e Magie (1969).

Concomitantemente ao mestrado, no início de 2012, ingressei no subprojeto PIBID-Física da UFRN como professor-supervisor e passei a atuar como co-formador dos alunos bolsistas da licenciatura em Física vinculados ao programa. A partir dessa experiência e pensando na possibilidade de contribuir para a implementação de discussões sobre NdC na formação de professores e, indiretamente, na Educação Básica, decidi ter os professores de Física, tanto em serviço quanto em formação inicial, como público-alvo da minha pesquisa de

mestrado. Seu desenvolvimento culminou em três produtos educacionais: uma oficina de formação docente, um texto destinado ao ensino de NdC a partir de episódios da história do vácuo e um texto de orientação para professores interessados pela temática. Juntos compuseram a dissertação intitulada Ensinando sobre Natureza da Ciência: uma abordagem explícita e contextualizada a partir da História do Vácuo, defendida em julho de 2013. Entre os resultados da pesquisa, durante a oficina de formação foram identificadas dificuldades dos professores relacionadas à inserção didática da História e Filosofia da Ciência ao planejarem intervenções para Educação Básica. Esses desafios me trouxeram algumas reflexões: Quais os saberes docentes necessários para implementar questões envolvidas nas recentes reformas educacionais no ensino de ciências? Como desenvolver esses saberes nos professores e nos licenciandos? De que forma eles devem ser abordados em cursos de formação?

Embora essas perguntas tivessem ficado sem resposta, eu gostaria de destacar como duas principais contribuições decorrentes do mestrado profissional: as minhas publicações em conjunto com outros autores envolvendo a NdC e o ensino de ciências e a implementação sistemática de discussões sobre o empreendimento científico em minhas aulas de Física na Educação Básica. Sendo essa última, uma resposta a minha inquietação acerca de como contribuir, além de ensinar conceitos científicos, para a formação dos meus alunos por meio das aulas de Física.

Após a obtenção do título de mestre, passaram-se dois anos até o ingresso no Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática na UFRN. Esse período foi marcado pela continuidade da pesquisa envolvendo a NdC e o ensino de ciências que culminou em algumas publicações (OLIVEIRA e FERREIRA, 2013; OLIVEIRA e DRUMMOND, 2015; OLIVEIRA et al. 2016a, 2016b), bem como da atuação docente na rede estadual de ensino e na supervisão do PIBID-Física da UFRN.

No segundo semestre do ano de 2015, ingressei no Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática e no Grupo de Estudos sobre Argumentação e Ensino de Ciências, ambos na UFRN e sob a orientação da Profa_{. Dr}a_{. Márcia Gorette Lima da Silva. O grupo envolve a} participação de professores, mestrandos e doutorandos das áreas de Ensino de Ciências e Educação Matemática para estudar diversos aspectos da inserção da argumentação nas salas de aulas de ciências. Foi a partir desse envolvimento que passei a ter contato com os referenciais da argumentação no ensino de ciências.

INTRODUÇÃO

Um dos primeiros trabalhos que estudamos no grupo foi o livro Argumentation in Science Education: Perspectives from Classroom-Based Reseach, editado por Jiménez-Aleixandre e Erduran (2008a). Essa obra ilustra a diversidade de propostas de sequências de ensino, envolvendo a argumentação e os diferentes objetivos para a educação científica, sobre a comunicação, o discurso, a aprendizagem, a epistemologia e a educação para a cidadania. Particularmente sobre os objetivos, já no prefácio, Tiberghein (2008) discute e distingue, brevemente, 3 tipos principais: a) desenvolver os conhecimentos e as habilidades dos estudantes sobre a NdC; b) favorecer a aprendizagem, em particular, da argumentação; c) promover uma atitude cidadã nos estudantes. Em seu destaque acerca da legitimação desse segundo objetivo, o autor aponta como sendo cruciais a formação inicial e continuada de professores. Diante dessa leitura inicial, onde o objetivo da argumentação como “habilidade de pensamento de alta ordem” pode incluir “processos” e “conteúdos” de ensino relacionados à NdC, bem como para a possibilidade de atuar novamente na formação docente, meu interesse enquanto pesquisador voltou-se para os dois primeiros tipos de objetivos.

Chamo atenção ainda acerca da tarefa desafiante do professor, independentemente, do tipo de objetivo relacionado à inserção da argumentação na educação científica. Ele necessitará dominar um nível elevado de análise dos diferentes componentes envolvidos em cada situação estudada e certos saberes sobre cada um desses componentes durante a transposição, pois “entre os múltiplos desafios, o professor tem a responsabilidade de ajudar os estudantes a deixar claro (quando possível) os diferentes critérios para aceitar ou rejeitar a argumentação relativa às ciências experimentais, epistemologia ou vida cotidiana” (TIBERGHEIN, 2008, p. xiv).

Diante da minha definição acerca dos tipos de objetivos envolvendo a argumentação e a educação científica, passei, inicialmente, a revisar parte das referências contidas nos diversos capítulo do livro editado por Jiménez-Aleixandre e Erduran (2008a). Percebi, por exemplo, que a literatura da área tem apresentado uma ênfase crescente na análise do discurso da argumentação em contextos de ensino e aprendizagem de ciências (DRIVER et al., 2000; JIMÉNEZ-ALEIXANDRE et al. 2000; KELLY e TAKAO, 2002; ZOHAR e NEMET, 2002). Para mais detalhes acerca das perspectivas em que se desenvolveram esses tipos de trabalhos, ver o Knorr-cetina (1999) e Latour e Woolgar (1986), destacando a importância do discurso

na construção do conhecimento científico; Boulter e Gilbert (1995) e Erduran et al. (2004), ressaltando as consequências para a educação; Vygotsky (1978) e Wertsch (1991), apontando para o papel da interação social nos processos de aprendizagem e de pensamento.

Revisei distintos trabalhos favoráveis a inserção da argumentação nas aulas de ciências. Alguns, por exemplo, veem as práticas argumentativas como um processo de discurso fundamental na ciência (DUSCHL e OSBORNE, 2002; JIMÉNEZ-ALEIXANDRE et al., 2000; KELLY et al., 1998; ZOHAR e NEMET, 2002); outros, abordam a sua utilização pelos cientistas para relacionar as evidências selecionadas para suas conclusões através do uso de warrants (garantias) e backings (apoio) (TOULMIN, 19581_).

Com um olhar mais maduro, retomando os estudos do livro Argumentations in Science Education, me deparei novamente com o capítulo escrito por Jiménez-Aleixandre e Erduran (2008b) e as 5 potenciais contribuições da argumentação nas aulas de ciências destacadas pelas autoras. Nesse capítulo, elas salientam que “qualificar essas contribuições como potenciais implica que a sua realização não está necessariamente garantida pela introdução da argumentação em sala de aula” (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008b, p. 6). Para mim, tal implicação também reforça a relevância do Desenvolvimento Profissional-DP2 _{(Professional Developmente-PD) e da Formação de Professores-FP}3 (Teacher Education-TE) para a inserção competente da argumentação. A figura 1 resume essas potenciais contribuições e seus aspectos mais significativos.

Figura 1 – Potenciais contribuições da argumentação nas aulas de ciências.

1 _{Parte desse livro também foi discutido no Grupo de Estudos sobre Argumentação e Ensino de Ciências. Além} disso, tive a oportunidade de lê-lo completamente, bem como utilizar uma adaptação do Padrão do Argumento do Toulmin-TAP apresentado na obra para discutir os componentes do argumento durante o curso de Formação de Professores em que foi desenvolvida esta pesquisa.

2 _{A terminologia “Desenvolvimento Profissional-DP” (em inglês, Professional Development) refere-se à} formação continuada de professores em serviço.

3 _{A partir de agora, sempre que for utilizada a terminologia “Formação de Professores” ou a sigla “FP” no} presente projeto estará se referindo apenas aos professores em formação inicial, ou seja, licenciandos.

Fonte: Jiménez-Aleixandre e Erduran, 2008b [tradução nossa]

Na figura acima, o destaque em vermelho é para aquelas que possuem uma relação mais próxima com os dois primeiros tipos de objetivos apresentados por Tiberghein (2008) e que permearam o desenvolvimento desta tese, a saber: o desenvolvimento de processos cognitivos de alta ordem4 _{e a enculturação na cultura científica. Elas estão enquadradas,} respectivamente, na perspectiva da cognição e da consideração de salas de aula como comunidades de aprendizes (BROWN e CAMPIONE, 1990; COLLINS et al., 1989) e na epistemologia da ciência (LEACH et al., 2003; SANDOVAL, 2005). A seguir, apresentarei, brevemente, cada perspectiva.

Como se sabe, as perspectivas construtivistas veem a aprendizagem como um processo de construção do conhecimento. Em especial, o trabalho de Collins et al. (1989), fortalece essa afirmação. Ele propôs organizar o ensino como uma aprendizagem cognitiva onde o conhecimento e as habilidades a serem aprendidas estão integradas em seus contextos sociais e funcionais. Essa proposta está em consonância com a noção de aprendizagem de Lave e Wenger (1991), que concebem a aprendizagem como o aumento da participação em uma comunidade de prática. Entretanto, nos contextos educacionais atuais, tanto o professor quanto os alunos, não têm acesso aos processos cognitivos uns dos outros, impossibilitando a observação ou a modelagem desses processos. Para esse caso, a linguagem torna público esses processos cognitivos (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008).

No entanto, não apenas a linguagem contribui no fornecimento de modelos de processos cognitivos. Brown e Palincsar (1989), por exemplo, destacam o papel da colaboração. Influenciado por essas visões acerca dos papéis tanto da linguagem quanto da colaboração, compreendo que a argumentação nas salas de aula de ciências, onde os sujeitos participam de uma comunidade de aprendizes, pode apoiar o desenvolvimento de processos cognitivos de alta ordem, em particular, a argumentação. Nessa perspectiva, compartilho da ideia de que espera-se que os participantes dessa comunidade tornem seu raciocínio público, apoiem explicitamente suas conclusões em evidências e avaliem opções ou explicações alternativas, por exemplo (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008).

Além das habilidades de pensamento de alta ordem, a aprendizagem das ciências também envolve a apropriação de práticas associadas com a produção, a comunicação e a avaliação de conhecimento, ou seja, o aprendizado epistêmico (KELLY e DUSCHL, 2002). 4 _{Para mais detalhes, ver Taxonomy of educational objectives, Bloom (1956).}

Kelly (2005) define práticas ou critérios epistêmicos como as formas específicas de membros de uma dada comunidade propor, justificar, avaliar e legitimar afirmações do conhecimento dentro de um quadro disciplinar. Já focando nas salas de aula de ciências, Sandorval e Reiser (2004) as definem como práticas cognitivas e discursivas envolvidas na construção e na avaliação do conhecimento, ou seja, nas práticas relacionadas ao desenvolvimento do entendimento epistemológico dos alunos. E essa compreensão epistemológica é vista como um fundamento cognitivo para a argumentação (GARCIA-MILÀ e ANDERSEN, 2008).

Autores como Leach et al. (2003) têm proposto intervenções de ensino que objetivem a promoção dessa compreensão epistêmica. Diversos são os argumentos: a) contribui para efetiva participação nas decisões políticas e para a interpretação das afirmações científicas relevantes para suas vidas, resultados cruciais para a democracia (SANDORVAL, 2005); b) associa-se com o desenvolvimento do pensamento crítico (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008); c) relaciona-se com o objetivo de desenvolver os conhecimentos e habilidades dos alunos sobre a NdC (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008)5_.

Também tive acesso a uma parte da literatura da área que reforça a inserção da argumentação na educação científica para a enculturação no discurso científico (DRIVER et al., 2000; DUSCHL e OSBORNE, 2002; KUHN, 1992) e passei a compartilhar da posição de que “a argumentação, com sua ênfase na justificação das conclusões e na coordenação entre as afirmações e as evidências, pode apoiar o desenvolvimento de critérios epistêmicos e, de maneira mais geral, a enculturação nas práticas da comunidade científica” (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008, p. 10).

Assim, reitero que o desenvolvimento de processos cognitivos de alta ordem e a enculturação na cultura científica foram as duas potenciais contribuições da argumentação propostas por Jiménez-Aleixandre e Erduran (2008) que permearam esta tese. Reforço ainda a importância da formação inicial e continuada de professores de ciências na perspectiva de uma competente inserção da argumentação nas aulas de ciências, ou seja, na intenção de que essas possíveis contribuições sejam efetivadas. Esses argumentos justificam a relevância desta tese em função de suas futuras contribuições para o ensino da argumentação.

A defesa da inserção das práticas argumentativas nas salas de aula de ciências já ultrapassou “os muros da academia”. Além das justificativas acadêmicas apresentadas nesta Introdução, há indicações de cunho político para sua inserção, à nível mundial, como uma 5 _{Vale lembrar que esse último argumento também é um tipo de objetivo defendido por Tiberghien (2008) e por} esta tese.

importante habilidade. Os currículos de diversos países, por exemplo, começaram a incorporar ênfases relacionadas à necessidade de ensinar aos alunos as habilidades de interpretar, avaliar e debater informações (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008b). Estudos e programas internacionais, como Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) e o Programme for International Student Assesment (PISA)6_{, também tem} oferecido contribuições importantes para apoiar as reformas educacionais necessárias em muitos países.

O quadro avaliativo do PISA, embora não mencione o termo argumentação, enfatiza explicitamente o papel das evidências para sustentar uma conclusão:

Uma habilidade importante para a vida dos jovens é a capacidade de tirar conclusões adequadas e apoiadas a partir de evidências e informações que lhe são transmitidas, para criticar afirmações feitas por outros com base em evidências apresentadas, e para distinguir opinião de afirmações baseadas em evidências. A ciência tem um papel especial a desempenhar aqui, uma vez que está em causa com a racionalidade no teste de ideias e de teorias contra as evidências do mundo ao redor (OECD, 2003, p. 132).

O PISA destaca também o papel do conhecimento e da aplicação de processos para selecionar e avaliar informações e dados, bem como define alfabetização científica em termos de conclusões baseadas em evidências (OCED, 2003).

Em todo o mundo, há uma crescente tendência para inserir discussões sobre como a construção do conhecimento científico ocorre e como a argumentação pode contribuir para o processo de construção do conhecimento científico. Em países, como EUA e Reino Unido, as reformas educacionais têm sido fortemente defendidas e isso tem repercutido nos currículos nacionais de ciências. Jiménez-Aleixandre e Erduran (2008b, p. 19-20) defendem que há duas razões principais para essa tendência mundial da inserção da argumentação nos currículos:

Primeiro, há a necessidade de educar para a cidadania informada, onde a ciência está relacionada com as suas raízes sociais, econômicas, culturais e políticas. Em segundo lugar, a dependência da ciência em relação às evidências tem sido problematizada e ligada ao contexto dos processos científicos, tais como investigações, inquéritos e trabalhos práticos.

6 _{O PISA é uma avaliação, internacionalmente, padronizada que foi desenvolvida em conjunto pelos países}

participantes e administrada desde o ano 2000. Os testes são normalmente aplicados com um número de alunos que varia entre 4.500 a 10.000 em cada país.

Entretanto, apesar dos esforços a nível das políticas internacionais acerca do currículo de ciências, a inserção sistemática da argumentação nas salas de aula de ciências continua sendo precária. Alguns trabalhos destacam como fatores, por exemplo: a falta da transformação das recomendações políticas em prática educacional (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008b) e o fosso entre investigações, políticas e práticas (HARGREAVES, 1996).

Na perspectiva de contribuir para o preenchimento dessas lacunas, alguns autores também têm destacado a importância da promoção de programas de formação, baseados em pesquisas, tanto para professores em serviço quanto em formação inicial, possibilitando o envolvimento em tarefas significativas em seus contextos de ensino (SIMON et al., 2006; TABER, 2006). Outros, têm enfatizado as iniciativas para se fazer da argumentação, especificamente, um componente da formação inicial de professores (ERDURAN, 2006; ERDURAN et al., 2006).

Assim, as políticas internacionais e as reformas educacionais, a precariedade da inserção diária da argumentação nas salas de aula de ciências e a relevância dos programas de formação inicial e continuada de professores também reforçam a importância desta tese de doutorado no campo da inserção da argumentação na educação científica, bem como justificam que o contexto de desenvolvimento da mesma possa ser a formação inicial de professores Física.

Em parte da literatura da área, também pude identificar que o ensino argumentação vai além do conhecimento dos professores acerca das questões envolvidas nas reformas educacionais. Seu ensino desafia, por exemplo: a capacidade de raciocínio dos professores (FISHMAN et al., 2003); a capacidade dos professores de ensinar de forma inteligente, flexível e com recursos que não podem ser incorporados em materiais curriculares ou roteiros instrucionais (CARPENTER et al., 2004); a ter que ir além da aquisição de um conjunto fixo de habilidades de ensino (LOEF-FRANK et al., 1998). Ensinar argumentação não faz parte de um comportamento “automático” do professor, mas requer um objetivo claro, um pensamento intensivo e um alto nível de autoconsciência (ZOHAR, 2008).

Nesse contexto, também se mostraram frutíferas as investigações acerca das dificuldades envolvendo o professorado e a inserção da argumentação nas aulas de ciências. Zohar (2004a) apresentou dois importantes resultados para o desenvolvimento desta tese: os professores, raramente, podem fornecer uma explicação clara do que é pensamento crítico,

explicar os principais conceitos do pensamento ou fornecer uma concepção clara das habilidades de pensamento crítico que veem como mais importante para seus alunos; os professores são, muitas vezes, incapazes de produzir argumentos e contra-argumentos.

Ainda sobre as investigações envolvendo o professorado e a inserção da argumentação na educação científica, tive acesso ao estudo realizado por Zembal-Saul e colaboradores (2002) acerca do conhecimento de habilidades de argumentação de professores de ciências em formação. Os autores afirmam que pouco se sabe sobre como professores e licenciandos se engajam na argumentação científica. Infelizmente, ainda são poucos os trabalhos que têm focado, especificamente, nos cursos DP e FP no campo da argumentação. Ainda há uma lacuna desse tipo de iniciativa, que se mostra frutífera em termos de pesquisas envolvendo os saberes necessários para que professores em formação e em serviço implementem processos de argumentação em suas salas de aula de ciências (ZOHAR, 2008). Embora, há décadas pesquisadores já destacavam, por exemplo, que as habilidades iniciais de raciocínio dos professores em serviço e em formação eram, frequentemente, deficientes (BRANSKY et al., 1992; BROWNELL et al., 1993; JUNGWIRTH, 1987; 1990; 1994).

Diante do exposto, defendo que os múltiplos desafios, a exigência de uma postura, os problemas formativos e as inúmeras dificuldades envolvendo o engajamento de professores e licenciandos na argumentação científica e no seu ensino também justificam de forma clara a importância de atuar nesta linha de pesquisa. Assim, pretendo colaborar com o campo da FP para a implementação sistemática da argumentação na educação científica, mais precisamente, com o conhecimento de estratégias de pensamento, que junto com o conhecimento pedagógico no contexto do ensino do pensamento de alta ordem compõem os saberes docentes necessários para sua inserção competente, segundo Zohar (2008).

A partir dessa pretensão, assumi a seguinte posição: O uso da HFC como abordagem didática para promover o desenvolvimento de conhecimentos envolvidos no engajamento em processos argumentativos e da compreensão epistemológica nos licenciandos. Para explicá-la, relacionarei o uso da HFC com as duas perspectivas desta tese acerca da relação entre a argumentação e as metas educacionais nos próximos parágrafos: numa perspectiva externa, a aprendizagem da argumentação (como uma habilidade de pensamento de alta ordem) e a epistemologia (como um componente da Natureza da Ciência); numa perspectiva interna, o estímulo ao raciocínio público (para apoiar os processos cognitivos e metacognitivos) e o

desenvolvimento de práticas ou critérios epistêmicos (para apoiar a enculturação nas práticas da cultura científica).

A defesa da inserção da HFC no ensino já vem de longa data. A literatura, no entanto, aponta que um dos problemas a serem enfrentados se relaciona à formação inicial e continuada dos professores, em especial, na dificuldade de compreensão da HFC como abordagem didática (MARTINS, 2007). Muitos a compreendem como algo a mais a ensinar, por exemplo. Outros afirmam que gostariam de utilizá-la em suas aulas, mas não se sentem preparados para fazê-lo ou desconhecem materiais didáticos adequados à Educação Básica com objetivos semelhantes.

A compreensão da HFC no ensino como abordagem adequada e eficaz para a compreensão acerca da atividade científica tem sido um objetivo amplamente tratado nas pesquisas em educação científica (FORATO et al., 2012b; CLOUGH e OLSON, 2008, p. 144). Tomando essa compreensão como pressuposto, concordo que: “No ensino de NdC [Natureza da Ciência] em qualquer nível, exemplos da História e Filosofia da Ciência são úteis para gerar discussões sobre NdC e compreender sua natureza contextual” (CLOUGH e OLSON, 2008, p. 144).

No que se refere à inserção da temática NdC, o campo da Didática das Ciências reforça a relevância do ensino sobre essas questões nas aulas de ciências (ACEVEDO et al., 2005). As legislações de ensino e as recomendações curriculares de diversos países, incluindo o Brasil, também têm reconhecido sua importância (BRASIL, 2002).

Apesar das recomendações a nível político, o ensino atual continua fundamentalmente centrado na comunicação dos produtos da ciência (ACEVEDO et al, 2005). Muitos alunos do Ensino Médio, por exemplo, provavelmente, nunca ouviram a expressão “Natureza da Ciência”, assim como, não tiveram a oportunidade de refletir sobre essa temática. No entanto, certamente receberam algum tipo de informação sobre a mesma. O problema é que muitas vezes o tipo de informação sobre a temática, seja no ambiente escolar ou fora dele, é pouco “sofisticada” considerando as discussões recentes em epistemologia da ciência.

Diante do exposto, defendo ser fundamental nas salas de aulas de ciências, em todos os níveis de ensino, desenvolver os conhecimentos e as habilidades dos sujeitos sobre NdC, no caso desta tese, a partir da perspectiva da epistemologia da ciência. Lembro ainda que tal perspectiva pode envolver diretamente o desenvolvimento das práticas epistêmicas (produção, comunicação e avaliação do conhecimento) dos licenciandos, apoiando a enculturação desses

sujeitos na cultura científica. Assim, estabeleço a primeira conexão para sustentar minha posição: a relação entre a epistemologia (perspectiva externa) e o desenvolvimento dos critérios epistêmicos (perspectiva interna). A partir dessa aproximação, compreendo que a HFC é uma abordagem adequada e eficaz tanto para a compreensão acerca da atividade científica quanto para o desenvolvimento das práticas de produção, comunicação e avaliação do conhecimento.

Vale a pena lembrar que, como as potenciais contribuições da inserção da argumentação nas aulas de ciências são entrelaçadas, o desenvolvimento das práticas epistêmicas e a aprendizagem dos processos de pensamento de alta ordem nos licenciandos influenciam-se mutuamente (JIMÉNEZ-ALEIXANDRE e ERDURAN, 2008b). Dessa forma, no momento em que forem estimuladas a produção, a comunicação e a avaliação de determinado conhecimento científico, seja ele estabelecido ou não, que o indivíduo terá que tornar seu raciocínio público (perspectiva interna), ou seja, terá que argumentar (perspectiva externa). Assim, estabeleço a segunda conexão para sustentar minha posição, defendendo que episódios históricos são frutíferos para tal. Localizo nessas duas interfaces, a minha justificativa acerca da convergência História e Filosofia da Ciência-Argumentação.

Optei pela história do vácuo como “pano de fundo” para colaborar com as pesquisas envolvendo a inserção da argumentação no ensino de ciências por acreditar que o seu potencial didático para discutir temáticas de NdC apresentado, por exemplo, no trabalho de Oliveira (2013) poderia ser estendido para o ensino da argumentação. Especificamente, acredito na possibilidade de que licenciandos ao vivenciar uma proposta nessa perspectiva, de forma explícita, sejam estimulados a se engajar tanto na construção de argumentos e na utilização de evidências quanto nas reflexões sobre as características gerais da argumentação, ou seja, a desenvolverem o conhecimento de estratégias de pensamento.

Após a breve reflexão apresentada nesta Introdução, defendo a seguinte tese:

Ensinar argumentação como uma estratégia de pensamento de alta ordem em salas de aula de ciências exige saberes docentes. Esses saberes, em particular, o conhecimento meta-estratégico da argumentação, podem ser desenvolvidos na formação inicial por meio do engajamento dos licenciandos nas discussões explícitas sobre as características gerais dessa estratégia.

Foram ressaltadas nas páginas anteriores, alguns argumentos que justificam o presente estudo envolvendo o desenvolvimento dos saberes docentes como suporte teórico-metodológico para a inserção da argumentação em salas de aulas de ciências. Para tanto, numa dimensão mais geral, tenho a seguinte questão norteadora:

O que os professores em formação precisam saber, a fim de serem capazes de implementar processos de argumentação em salas de aula de ciências?

Já numa dimensão mais específica me inquieta:

Quais saberes os licenciandos precisam desenvolver para se engajarem na instrução da argumentação como habilidade de pensamento de alta ordem? Quais elementos do conhecimento de estratégias de pensamento que parecem, particularmente, relevantes para a argumentação? Como desenvolver elementos específicos do conhecimento meta-estratégico que parecem importantes para a inserção das práticas argumentativas em salas de aulas de ciências? De que forma esses elementos podem ser abordados em cursos de formação inicial?

Em suma, essas e outras questões, se mostram frutíferas para o desenvolvimento desta investigação e para a proposição do seguinte objetivo geral: Estudar elementos fundamentais dos saberes dos futuros docentes para a inserção competente da argumentação em salas de aulas de ciências.

Na perspectiva de atender ao objetivo geral, foram traçados os quatro objetivos específicos a seguir:

a) Propor um curso de Formação de Professores que proporcione não apenas o envolvimento dos licenciandos na construção de argumentos e na utilização de evidências, mas também nas discussões explícitas sobre as características gerais da argumentação.

b) Caracterizar saberes docentes explicitados pelos licenciandos em documentos escritos produzidos durante o curso de Formação de Professores.

c) Identificar aspectos específicos do Conhecimento Meta-Estratégico mobilizados pelos licenciandos em uma situação de implementação de atividades envolvendo

argumentação em salas de aulas de ciências do Ensino Médio.

d) Inferir, a partir do metatexto produzido após a análise dos dados, possíveis contribuições que o conhecimento fruto desta tese pode ter para a Formação de Professores.

Espero com esta tese, contribuir tanto com o campo de investigação acerca do desenvolvimento das habilidades de engajamento em processos argumentativos e das práticas epistêmicas nos licenciandos, quanto com as investigações acerca do ensino da argumentação em cursos de Formação de Professores. Para tanto, estruturei os capítulos 1 e 2 para discutir, brevemente, os fundamentos teóricos-metodológicos e o capítulo 3, a análise e os resultados desta pesquisa.

No Capítulo 1, discutirei os fundamentos teóricos para o desenvolvimento desta tese. No primeiro momento, a discussão envolverá elementos importantes acerca da inserção da argumentação nas salas de aulas de ciências, especificamente, referente aos fundamentos cognitivos (aprendizagem da argumentação como processo de pensamento de alta ordem) e epistemológicos (desenvolvimento das práticas epistêmicas para a enculturação na cultura científica). Posteriormente, as discussões focarão na inserção da argumentação no contexto do Desenvolvimento Profissional e da Formação de Professores, com ênfase nesse último contexto formativo. Por fim, apresentarei um quadro teórico geral e resumido acerca das áreas de História e Filosofia da Ciência e Natureza da Ciência no Ensino, além de sua relação com processos de construção e avaliação do conhecimento científico. Esse último quadro teórico objetiva fundamentar a posição didática referente à convergência História e Filosofia da Ciência-Argumentação adotada nesta pesquisa.

Já o percurso metodológico desenvolvido, bem como seus fundamentos serão discutidos no Capítulo 2. Exibirei, por exemplo, o contexto e os sujeitos desta pesquisa, os elementos constitutivos do curso de Formação de Professores, a forma da coleta de dados, bem como a perspectiva teórica para a construção do quadro analítico dos dados.

No Capítulo 3 apresentarei parte do corpus e alguns dos dados coletados, das análises produzidas e dos principais resultados desta pesquisa.

Por fim, nos Apêndices estarão disponíveis as atividades escritas, planejadas previamente por mim, que foram utilizadas durante o curso de Formação de Professores com parte dos licenciandos em Física bolsistas do sub-projeto PIBID-Física da UFRN.

CAPÍTULO 1

1.1 ARGUMENTAÇÃO NO ENSINO DE CIÊNCIAS

A intenção deste capítulo é promover uma breve reflexão acerca dos fundamentos teóricos envolvidos nesta tese de doutorado, a saber: os fundamentos cognitivos e epistemológicos da aprendizagem da argumentação; o contexto envolvendo os saberes docentes e a inserção competente da argumentação na educação científica; a convergência História e Filosofia da Ciência-Argumentação.

1.1.1 FUNDAMENTOS COGNITIVOS E EPISTEMOLÓGICOS RELACIONADOS À INSERÇÃO DA ARGUMENTAÇÃO NA EDUCAÇÃO CIENTÍFICA

Nos últimos anos, um número cada vez maior de trabalhos tem analisado os discursos argumentativos nos contextos do ensino de ciências (DRIVER et al. 2000; JIMÉNEZ-ALEIXANDRE et al., 2000; KELLY e TAKAO, 2002; ZOHAR e NEMET, 2002).

Crescente, também, é o número de trabalhos que se propõem a discutir as dimensões ou as potenciais contribuições da introdução da argumentação em salas de aula de ciências (BROWN e CAMPIOSE, 1990; COLLINS et al. 1989; LEACH et al., 2003; SANDORVAL, 2005; KUHN, 1991; 1993). Retomando, as autoras Jiménez-Aleixandre e Erduran (2008) listam cinco potenciais contribuições que apoiam:

 o desenvolvimento cognitivo e metacognitivo que caracterizam o desempenho hábil e permitem a modelagem pelos estudantes;

 o desenvolvimento de critérios epistêmicos para a avaliação de conhecimentos e a enculturação na cultura científica;

 a alfabetização científica e a capacitação de estudantes para falar e escrever a linguagem da ciência;

 o desenvolvimento do raciocínio, especialmente, a escolha de teorias ou pontos de vista com base em critérios racionais;

 o desenvolvimento de competências comunicativas, particularmente, o pensamento crítico.

Apesar da ligação intrínseca entre elas, a presente pesquisa se apoiará em duas delas: o desenvolvimento cognitivo e metacognitivo e o desenvolvimento de critérios epistêmicos. A seguir, discute-se, brevemente, alguns elementos teóricos fundamentais.

Fundamentos cognitivos da inserção da argumentação na educação científica

Na perspectiva de compreender os aspectos cognitivos envolvidos na argumentação, faz-se necessário situar o papel da argumentação na aprendizagem das ciências. Há certo consenso entre analistas da ciência de que esse tipo de conhecimento não é gerado por uma leitura direta da natureza, conforme defendido pelos positivistas. Pelo contrário, segundo Garcia-Mila e Andersen (2008, p. 29-30), por exemplo,

a ciência é vista como uma construção social que resulta de processos de investigação (planejamento e realização de experimentos), bem como de processos de comunicação e escrutínio público na comunidade científica que levam a discussões dirigidas para resolver controvérsias e chegar a um consenso.

Envolvidos na construção do conhecimento científico estão também as práticas discursivas científicas, como: avaliar alternativas, pesar evidências, interpretar textos e avaliar a validade potencial das afirmações científicas. Tais práticas são vistas como elementos essenciais na elaboração de argumentos científicos (LATOUR, 1987). Na perspectiva sócio-construtivista de Lemke (2002), para compreender como os cientistas elaboram sua visão de mundo, tem-se que compreender como eles trocam ideias e mudam de opinião em resposta às evidências. Garcia-Milà e Andersen (2008) destacam ainda que, de acordo com a visão desse autor, o aprendizado de ciências não envolveria apenas saber o que a última geração de cientistas pensa sobre o mundo, mas descobrir como cada nova geração de cientistas reelabora a nossa visão de mundo7_.

Embora essa perspectiva seja bastante defendida por pesquisadores em ensino de ciência, não tem se refletido na prática educacional (DRIVER et al., 2000). Consequentemente, cresce a atenção dada pelos pesquisadores acerca da relação entre a NdC e o ensino de ciências e, mais ainda, ganha destaque a argumentação na aquisição de

7 _{O destaque de Garcia-Milà e Andersen (2008) referente à visão de Lemke (2002) reforça a relevância da} posição defendida nesta tese acerca da confluência História e Filosofia da Ciência-Argumentação.

conhecimentos científicos entre os estudantes de ciências (como, por exemplo, em DRIVER et al., 2000; KUHN, 2005).

Em meio a este destaque, o termo argumentação envolve diferentes significados. Os diferentes usos desse conceito afetam de forma direta os processos psicológicos relacionados, sendo necessário esclarecê-lo com o objetivo de refletir acerca dos fundamentos cognitivos subjacentes à sua aprendizagem (GARCIA-MILÀ e ANDERSEN, 2008). A argumentação tem sido estudada por diversas áreas com diferentes critérios de análise não compartilhados até dentro de um mesmo campo. De acordo com determinados critérios, por exemplo, alguns autores requerem a validade dedutiva fornecida pelo raciocínio silogístico formal (COPI, 1972), enquanto outros, como uma afirmação justificada cuja validade é fornecida pela coerência da justificação (TOULMIN, 1958). Tem-se ainda, aqueles que afirmam que argumentação é a arte da persuasão, cujos critérios de qualidade devem ser solidez, plausibilidade e poder de persuasão, além da validade dedutiva (CHINN e ANDERSON, 1998; PERELMAN e OLBRECHTS-TYTECA, 1969). Outros aspectos na forma que a argumentação é conceituada também são controversos e vários autores conceituam argumento, diferentemente, de acordo com sua posição e consequentes implicações para a análise psicológica: produto-processo, individual-social, interno-externo, oral-escrito, retórico-dialógico, formal-informal (GARCIA-MILÀ e ANDERSEN, 2008).

Em meio a essas discussões, assume-se nesta tese a visão defendida no trabalho de Kuhn e Franklin (2006, p. 979):

Um indivíduo constrói um argumento para apoiar uma afirmação. O processo dialógico em que duas ou mais pessoas se envolvem num debate das afirmações opostas pode ser referido como argumentação ou discurso argumentativo para distingui-lo de argumento como produto. No entanto, implícito no argumento como produto está o avanço de uma afirmação num quadro de evidências e contra afirmação, que é característico do discurso argumentativo.

Assim, a aprendizagem das ciências exigiria um conjunto de capacidades de argumentação, tanto intrapsicológicas (individuais, mas implicitamente dialógica) quanto interpsicológicas (sociais e explicitamente dialógicas), compartilhando um núcleo de processos psicológicos.

Indo além das deficiências específicas da argumentação em práticas discursivas apontadas na Introdução desta tese, diversos trabalhos mostram um conjunto de habilidades

que necessitam estar em sintonia com o raciocínio argumentativo, quer seja externo, em um debate público, ou interno, no raciocínio científico (ANDERSON et al, 1997, 1998, 2001; DUSCHL e OSBORNE, 2002; ERDURAN et al., 2004; JIMÉNEZ-ALEIXANDRE et al., 2000; KELLY e CHEN, 1999; KELLY e CRAWFORD, 1997; OSBORNE et al., 2004; PONTECORVO e GIRARDET, 1993; REZNITSKAYA et al., 2001). Aproximando-se dessas habilidades a partir dos processos psicológicos envolvidos, segundo Garcia-Mila e Andersen (2008), a argumentação envolvida em práticas discursivas é analisada como argumentação interpsicológica, enquanto argumentação envolvida em raciocínio científico, como argumentação intrapsicológica. Ambas compartilham as exigências cognitivas fundamentais relacionadas ao pensamento inferencial. Nos próximos parágrafos serão, brevemente, discutidas as duas perspectivas.

A argumentação em práticas discursivas é “uma atividade dialética explícita exteriorizada, onde duas ou mais mentes se envolvem em um debate através de uma série de afirmações, reconvenções e contestações” (GARCIA-MILÀ e ANDERSEN, 2008, p.34). Walton (1989) destaca dois objetivos acerca dessa argumentação qualificada: 1) assegurar compromissos do oponente que podem ser utilizados para apoiar o próprio argumento; 2) enfraquecer a posição do oponente, identificando e desafiando as fraquezas de seu argumento. Ainda sobre a argumentação interpsicológica, os trabalhos de Felton e Kuhn (2001) e Felton (2004) fornecem um quadro analítico para argumentos interativos com base em Walton (1996) e van Eemeren et al. (1996), estabelecendo três objetivos ao falante: a) identificar as premissas necessárias para justificar uma afirmação, b) identificar afirmações injustificadas nos argumentos do oponente, a fim de enfraquecê-los, e c) refutar ou neutralizar os desafios que o oponente lança contra a sua argumentação. Segundo esses autores, a compreensão de tais metas e de que estratégias utilizar para abordar o raciocínio de seu oponente são os parâmetros na análise do desenvolvimento do discurso argumentativo. Contudo, para autores como Hickman (1987), a argumentação somente é bem-sucedida se for desenvolvido um argumento aceito coletivamente como resposta a uma questão.

Essas estratégias discursivas argumentativas foram analisadas em diferentes temáticas e para diferentes idades, citando alguns: compararam diálogos de pares de adultos e adolescentes sobre a pena de morte, a partir de uma perspectiva de desenvolvimento (FELTON e KUHN, 2001); compararam as habilidades de adolescentes e adultos de oferecer um argumento válido apoiado para uma dada afirmação, bem como oferecer