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Pesquisa em Ciências Naturais e Matemática

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Disciplina: Pesquisa e prática em educação – Pré-projeto
Aula 1: Pesquisa na área das Ciências Naturais e Matemática
Apresentação
Nesta aula, vamos identificar as principais características da pesquisa na área das
Ciências Naturais e Matemática, além de percebermos o impacto que tais ciências
podem trazer para a educação.
Bons estudos!
Objetivos
Identificar as principais características da pesquisa na área das Ciências da
Natureza e Matemática;
Reconhecer a importância da pesquisa na estruturação das Ciências da Natureza
e Matemática;
Explicar que a pesquisa na área das Ciências na Natureza e Matemática, com
suas especificidades, contribui para seu aprimoramento e resposta às demandas
sociais.
Reflexão sobre pesquisa
Nesta disciplina da área de Metodologia Científica, vamos dar continuidade a
nossa reflexão sobre pesquisa (elemento tão essencial à nossa formação,
mas que, muitas vezes, é negligenciado).
Acreditamos que as disciplinas de Pesquisa e Prática em Educação podem
mudar esta realidade. Por isso, é importante que você tenha clareza de como
a pesquisa se apresenta às diversas áreas do conhecimento, a fim de que
possa identificar sua importância no processo em que se encontra (formação
acadêmica superior) e também para aspirar uma identidade de pesquisador
(como veremos mais à frente).
 Duas mulheres estudando (Fonte: SFIO CRACHO / Shutterstock)
Ciências Naturais e Matemática
Para começarmos a falar sobre essas Ciências, é importante que você assista
ao vídeo “A descoberta do fogo” <https://www.youtube.com/watch?
v=W8HPgMI8bYk> , que é um trecho do filme A guerra do fogo (1981), de
Jean-Jacques Annaud.
A partir dele, especialmente na breve cena da produção do fogo, tente
identificar as “ciências presentes”:
Quais você apontaria?
Talvez você tenha pensado imediatamente em:
Química 
Pelos elementos presentes e
necessários à combustão.
Física 
Pelo movimento realizado pelo
homem, igualmente necessário.
Matemática 
Devido à quantidade de animais
que poderiam ser afugentados com
o fogo.
Se usar bem a criatividade, talvez lembre-se de:
História e Antropologia 
Necessárias para que possamos
supor a realidade apresentada.
Psicologia 
Por causa da reação provocada
naquele que não conhecia o fogo.
Essas e tantas outras poderiam ser lembradas, mas o que queremos destacar
aqui é:
A evidência das Ciências Naturais!
Filósofos da Physis ou Filósofos
Pré-Socráticos
Seja no filme indicado ou na História, de um modo geral, perceberemos que
as Ciências Naturais foram as primeiras a tentar compreender/decifrar o
mundo através de regras e métodos claros. Ou, pelo menos, acreditou estar
agindo dessa forma.
Assim, se formos buscar informações na origem da
Civilização Ocidental, na Grécia Clássica, em seu
momento de superação do mito, o que encontramos?
Os Filósofos da Physis ou Filósofos Pré-
Socráticos!
Esses filósofos, na tentativa de explicar o mundo, tentavam definir um
princípio, um elemento que pudesse esclarecer a unidade que compunha a
Physis, apesar da diversidade das coisas existentes.
Embora tenhamos apenas fragmentos de seus escritos (e de alguns deles nem
isso, apenas comentários de outros autores sobre eles), é possível perceber
como sua investigação estava voltada para este mundo físico.
Podemos destacar, por exemplo, Demócrito de Abdera, que foi capaz de
desenvolver um importantíssimo conceito da Química (até hoje) sem um
microscópio sequer: o átomo.
Ou Pitágoras com sua compreensão numérica do mundo.
1
Mesmo com a Filosofia Clássica, inaugurada por Sócrates, que apresenta
uma preocupação mais antropológica do que física, essa
percepção/necessidade de entender o mundo físico não será perdida.
Um exemplo é Aristóteles, considerado o primeiro a fazer uma “classificação
natural dos seres”. Obviamente com incoerência em relação àquela que a
Biologia nos apresenta hoje. Mas o que nos interessa aqui é sua preocupação
em realizar este processo.
Logo, teríamos inúmeros exemplos para mostrar que as Ciências Naturais e a
Matemática tornaram-se a preocupação essencial do homem que buscava
superar suas limitações frente à Natureza. Contudo, talvez, a fundamentação
mais clara esteja no início da denominada Idade Moderna, quando,
especialmente Astrônomos, começam a conseguir, a partir de novos
instrumentos de observação como a luneta, detalhar mais e mais a relação da
Terra com os demais Astros.
A partir de Galileu e seus contemporâneos, como Copérnico, a Ciência
(Natural) começaria a tomar a forma como a conhecemos hoje. E a partir de
Isaac Newton — o pai da chamada Ciência Moderna — estaria definitivamente
fundado o método científico:

Uma das características básicas do método científico é
a tentativa de resolver problemas por meio de
suposições, isto é, de hipóteses, que possam ser
testadas através de observações ou experiências. Uma
hipótese contém previsões sobre o que deverá
acontecer em determinadas condições. Se o cientista
fizer uma experiência, e obtiver os resultados previstos
pela hipótese, esta será aceita, pelo menos
provisoriamente. Se os resultados forem contrários aos
previstos, ela será considerada — em princípio — falsa,
e outra hipótese terá de ser buscada.
(ALVES-MAZZOTTI, A. & GEWANDSZNAJDER, F. p. 3-4)
Atividade
1 - Ao tentarmos encontrar a origem das ciências ou da pesquisa
científica, muito provavelmente chegaremos à Grécia Clássica. Lá nos
depararemos com alguns filósofos — considerados os primeiros, no
Ocidente — que buscavam responder às suas próprias inquietações
acerca da Physis. Um exemplo foi Demócrito de Abdera, e sua teria dos
átomos.
Chamamos este grupo de filósofos de:
 a) Pré-socráticos
 b) Socráticos
 c) Aristotélicos
 d) Sofistas
 e) Atomistas
A pesquisa nas Ciências Naturais e
Matemática
Assista ao Matemático Rogério Martins no vídeo “Porque me apaixonei por
matemática”:

Porque me apaixonei por matemática | Rogério Martins |
Fonte:https://www.youtube.com/watch?v=wukpLNlECA4
<https://www.youtube.com/embed/BHei9eawcCY>
https://www.youtube.com/embed/BHei9eawcCY
Foi essa matemáticaapresentada pelo pesquisadorportuguês que você conheceuao longo de sua formaçãoescolar?
Tomara que você tenha respondido que sim... Mas temos quase certeza que
sua resposta foi não, infelizmente. Isso porque tanto a Matemática quanto as
Ciências Naturais nos foram apresentadas, na maioria das vezes, em sua
forma mais objetiva, mecânica. Não que não fossem importantes ou parte
daquela ciência. Porém, como vimos, ela é mais que apenas sua estrutura
numérica.
Geralmente, não vemos nem mesmo o Matemático como cientista. Em nossa
percepção, Cientista é o Químico, o Físico, ou, mais claramente, o Biólogo.
Afinal, este veste jaleco branco e nos impressiona, não é mesmo? Nem há
como negar que instituições como a FIOCRUZ
<https://portal.fiocruz.br/> , por exemplo, sejam um local relevante para
a ciência e a pesquisa no país.
Inspirados em seus resultados, vamos agora buscar mais elementos para
compreender as especificidades da Pesquisa na área das Ciências Naturais.
Veja esta reflexão:

Pode-se discutir se há uma unidade de método nas
diversas ciências. A matemática e a lógica possuem
certas características próprias, diferentes das demais
ciências. E vários filósofos discordam da ideia de que as
ciências humanas ou sociais, como a sociologia ou a
psicologia, utilizem o mesmo método que as ciências
naturais, como a física, a química e a biologia.
(ALVES-MAZZOTTI, A. & GEWANDSZNAJDER, F. p. 3)
Se por um lado não há unanimidade acerca da utilização única de um mesmo
método, por outro não se questiona que existam características que
aproximam a pesquisa nessas áreas do conhecimento.
A mesma obra citada acima aponta como método das ciências naturais (p. 03-
09):
Os problemas comopontapé inicial da pesquisa

Ainda é comum a crença de que a atividade científica
começa com uma coleta de dados ou observações
puras, sem ideias preconcebidas por parte do cientista.
Na realidade, qualquer observação pressupõe um
critério para escolher, entre as observações possíveis,
aquelas que supostamente sejam relevantes para o
problema em questão. Isto quer dizer que a
observação, a coleta de dados e as experiências são
feitas de acordo com determinados interesses e
segundo certas expectativas ou ideias preconcebidas.
Estas ideias e interesses correspondem, em ciência, às
hipóteses...
(p.4)
Hipóteses passíveis de teste

Hipóteses são conjecturas, palpites, soluções
provisórias, que tentam resolver um problema ou
explicar um fato. Entretanto, o mesmo fato pode ser
explicado por várias hipóteses ou teorias diferentes. Do
mesmo modo como há um sem-número de explicações
para uma simples dor de cabeça, por exemplo, a
história da ciência nos mostra como os fatos foram
explicados e problemas foram resolvidos de formas
diferentes ao longo do tempo.
(p. 4-5)
Testes severos

Em ciência devemos procurar testar uma hipótese
através dos testes mais severos possíveis. Isto implica
em utilizar medidas ou testes estatísticos, se
necessários e procurar, sempre que possível, controlar
os fatores que podem intervir nos resultados através
de um teste controlado.
(p. 6)
Leis científicas

De uma forma simplificada, pode-se dizer que as leis
são hipóteses gerais que foram testadas e receberam o
apoio experimental e que pretendem descrever
relações ou regularidades encontradas em certos
grupos de fenômenos. O caráter geral de uma lei pode
ser ilustrado por alguns exemplos. A lei da queda livre
de Galileu vale para qualquer corpo caindo nas
proximidades da superfície terrestre e permite prever a
velocidade e o espaço percorrido por este corpo após
certo tempo.
(p. 7)
Teorias Científicas

A partir de certo estágio no desenvolvimento de uma
ciência, as leis deixam de estar isoladas e passam a
fazer parte de teorias. Uma teoria é formada por uma
reunião de leis, hipóteses, conceitos e definições
interligadas e coerentes. As teorias têm um caráter
explicativo ainda mais geral que as leis... A mecânica
newtoniana explica não apenas o movimento dos
planetas em torno do Sol, ou de qualquer outra estrela,
mas também a formação das marés, a queda dos
corpos na superfície da Terra, as órbitas de satélites e
foguetes espaciais etc.
(p. 7-8)
Probabilidade e estatística

O resultado do lançamento de uma moeda, os
movimentos das moléculas de um gás são alguns
exemplos de fenômenos que parecem ocorrer ao acaso.
Fenômenos deste tipo não podem ser explicados
apenas por leis causais. Entretanto, isto não quer dizer
que os fenômenos aleatórios não obedeçam a lei
alguma, isto é, que eles sejam completamente
imprevisíveis. Para estes casos dispomos de leis
probabilísticas. 
As leis estatísticas possuem, no entanto, uma limitação
importante: elas possibilitam previsões apenas para
um conjunto formado por um grande número de
acontecimentos singulares aleatórios. Por exemplo:
elas permitem prever que, em um grande número de
nascimentos, aproximadamente a metade dos filhos
será do sexo masculino e a outra metade do sexo
feminino. Podemos, assim, prever o comportamento de
uma multidão de indivíduos, mas não de cada indivíduo
em uma multidão.
(p.68-69)
Esses são elementos essenciais, embora não os únicos, que caracterizam as
Ciências Naturais e também a Matemática. São apresentados aqui de forma
muito sintética e apenas como uma visão geral para que nos aproximemos da
reflexão proposta nesta aula. Porém, estamos longe, obviamente, de esgotar
a complexidade do tema.
Atividade
2 - A chamada Ciência Moderna talvez seja o que mais eficientemente
determinou a preponderância das Ciências Naturais (e Matemática) sobre
as demais, especialmente a partir da obra de Isaac Newton. Embora o
desenvolvimento de suas teorias tenham sido, como sempre acontece, a
partir da corroboração ou refutação de teorias anteriores, foi
fundamental, especialmente, por apresentar um elemento que seria
essencial para qualquer pesquisa.
Estamos nos referindo:
 a) À descoberta do átomo
 b) À estruturação do Método Científico
 c) À teoria do Heliocentrismo
 d) À teoria do Geocentrismo
 e) À superação de toda a Filosofia Aristotélica
Atividade experimental em
Ciências Naturais
Veja, agora, como eles se apresentam de forma objetiva em uma atividade
experimental em Ciências Naturais, no contexto do ensino dessas ciências:

Workshop Cidepe - Didática do Ensino das Ciências Experimentais | Fonte:
https://www.youtube.com/watch?v=qrlJGI4vQvM
<hhttps://www.youtube.com/watch?v=qrlJGI4vQvM>
https://www.youtube.com/embed/mhgrpReS0KU
Contribuições das Ciências
Naturais e Matemática
Seria impossível determinar, no contexto de nossos estudos, todas as
contribuições que a essas ciências trouxeram, seja para o âmbito específico da
Educação, seja para a sociedade em geral. Contudo, temos certeza que
qualquer um de nós, com o mínimo de atenção e resgate de memória, poderia
enumerar muitos exemplos.
Aqui pretendemos destacar a questão dessas contribuições de forma mais
pontual, no contexto do Ensino das Ciências ou, como preferem alguns
autores, no contexto da Alfabetização Científica.
 Educação – Ciências naturais e matemática (Fonte: Sensay / Shutterstock)
Vejamos o que diz Krasilchik apud Lorenzetti & Delizoicov (2001):

A alfabetização científica constitui-se como uma das
grandes linhas de investigação no ensino de ciências.
Este movimento relaciona-se à mudança dos objetivos
do ensino de ciências, em direção à formação geral da
cidadania, tendo hoje papel importante no panorama
internacional, estando estreitamente relacionado à
própria crise educacional e a incapacidade de a escola
em dar aos alunos os elementares conhecimentos
necessários a um indivíduo alfabetizado.
(KRASILCHIK apud LORENZETTI & DELIZOICOV, 2001, p. 46)
É provável que esse conceito seja um dos mais fundamentais no âmbito que
escolhemos abordar nesta parte da aula — o ensino de Ciências Naturais —
porque questiona exatamente nossa concepção de ciência e,
consequentemente, a forma como é ensinada. Mas, neste sentido, os próprios
autores já nos alertam para alguns pontos que podem interferir positivamente
neste processo:

Em todos os textos pesquisados e utilizados como
referência, que são traduzidos do inglês para o
português, o termo literacy é traduzido como
alfabetização, no Brasil e em Portugal. É importante
destacar que a tradução correta do termo deveria ser
“alfabetismo” e não alfabetização. (...) a alfabetização
que defendemos não supõe um estágio término. Ela é
uma atividade vitalícia. 
(...) a alfabetização científica é um processo que
tornará o indivíduo alfabetizado cientificamente nos
assuntos que envolvem a Ciência e a Tecnologia,
ultrapassando a mera reprodução de conceitos
científicos, destituídos de significados, de sentidos e de
aplicabilidade.
(KRASILCHIK apud LORENZETTI & DELIZOICOV p. 48. Grifo nosso)
Se não for assim — um alfabetismo científico como atividade vitalícia —
podemos questionar:
1
A utilização efetiva de tantos recursos disponíveis, oferecidos por instituições
de notório saber científico, como, por exemplo, a já citada FIOCRUZ
<http://www.epsjv.fiocruz.br/publicacoes/material-educativo> .
2
Ou, ainda, aproveitarmos com eficiência e criticidade as propostas oficiais
para o Ensino de Ciências Naturais.

Exemplo
A apresentação da BNCC, por exemplo, sobre isso já deveria ser capaz
de nos trazer boas reflexões não somente sobre otema proposto aqui,
mas também sobre a própria estruturação (e até legalidade) deste
instrumento.
Porém, por enquanto, basta-nos olhar para nossa própria formação escolar, no
que concerne ao ensino das Ciências da Natureza e Matemática. Basta-nos,
então, perceber o quanto tal formação foi impactante sobre nós mesmos, mas
também o quanto poderia ser ainda mais eficiente.

(Devemos) lembrar, também, que a decisão de adotar
uma postura crítica, de procurar a verdade (mesmo
sem nunca ter certeza de que ela foi encontrada), e de
valorizar a objetividade, é uma decisão livre.
(ALVES-MAZZOTTI, A. & GEWANDSZNAJDER, F. p. 64)
Portanto, até mesmo as “verdades científicas” podem (ou devem?) ser
colocada à prova!
Não foi exatamente assim que as Ciências Naturais e Matemática se
desenvolveram?
 Fonte: Sergey Nivens / Shutterstock
Atividade
3 - Observe esta foto:
 Recorte de jornal sobre Eclipse Solar |
Fonte: https://bit.ly/2JVxNWT
<https://bit.ly/2JVxNWT>
Agora leia atentamente este breve fragmento:
“Esta fotografia de uma Eclipse Solar foi tirada por CIENTISTAS
britânicos, no Brasil, em 29 de maio de 1919 (Sobral, CE). Ela foi
fundamental para que a Teoria da Relatividade de Albert Einstein,
apresentada 5 anos antes, fosse comprovada.”
Agora responda:
A que lhe remeteu a palavra cientista no fragmento acima? Por quê?
Atividade
4 - Um dos conceitos-chave apresentados nesta aula, exatamente por
sua importância no processo de compreensão e valorização das Ciências
Naturais e Matemática para a Educação, é a alfabetização científica.
Sobre tal conceito, na forma como foi estudado, analise as afirmativas
abaixo e marque verdadeiro (V) ou falso (F):
a) A alfabetização científica constitui-se como uma das grandes linhas de
investigação no ensino de ciências.
b) A alfabetização científica não supõe um estágio término. Ela é uma
atividade vitalícia.
c) A alfabetização científica é um processo que tornará o indivíduo
alfabetizado cientificamente nos assuntos que envolvem a Ciência e a
Tecnologia.
Notas
Physis
Conceito grego de difícil definição objetiva, mas que se aproxima de nossa noção de
NATUREZA. Porém, no sentido que engloba todo o mundo natural que existe e pode
existir (ser conhecido), pois nada está fora da Physis. Dessa palavra se originará a
palavra Física.
Transindividual
Interesse de um grupo, coletividade.
Coautoria
1
2
3
Ocorre quando duas ou mais pessoas praticam o núcleo (verbo) descrito no tipo
penal.
Exemplo: duas pessoas desferindo golpes na cabeça de uma vítima que vem a
morrer. Neste caso, ambas são coautoras do crime de homicídio.
Transindividual
O agente não pratica o núcleo (verbo) descrito no tipo penal, mas concorre de algum
modo para o fato criminoso. Pode ocorrer de forma moral (induzimento ou instigação)
ou material (emprestar a arma do crime).
Exemplo: o agente que empresta a arma de fogo para o amigo matar o seu
desafeto. Neste caso, temos o agente que emprestou a arma de fogo como partícipe
do crime de homicídio e quem efetivamente matou a vítima como autor do crime de
homicídio.
Referências
ALVES-MAZZOTTI, A. & GEWANDSZNAJDER, F. O método nas ciências naturais e
sociais. São Paulo: Thompson Learning, 1998. Disponível em:
https://bit.ly/2t79m2h <https://bit.ly/2t79m2h> . Acesso: 30 mai. 2018.
LORENZETTI, L. & DELIZOICOV, D. A alfabetização científica no contexto das séries
iniciais. Revista Ensaio. Belo Horizonte: UFMG, v. 03, n. 01, p. 45-61, jan.-jun., 2001.
Disponível em https://bit.ly/2wv3ZsR <https://bit.ly/2wv3ZsR> . Acesso: 30
mai. 2018.
Próximos Passos
• A pesquisa na área de Ciências Humanas;
• A implicação entre a pesquisa na área de Ciências Humanas e a Educação;
• Os impactos relevantes à demanda social das pesquisas na área de Ciências
Humanas.
Explore mais
Assista aos vídeos:
4
• Grandes Pensadores: Aristóteles; <https://www.youtube.com/watch?
v=kkHJce9-oLE>
• Isaac Newton: O gênio da gravidade; <https://www.youtube.com/watch?
v=7oXjFiVjfFs>
• Galileu, Newton e o Método Científico, Alberto Saa;
<https://www.youtube.com/watch?v=kv6jQ8I_IJE>
• A Ciência Cotidiana do Manual do Mundo;
<https://www.youtube.com/channel/UCKHhA5hN2UohhFDfNXB_cvQ>
• BNCC: Ciências da Natureza. <https://www.youtube.com/watch?v=7fp_-
_bJWro>

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