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1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS METODOLÓGICOS PARA A CIÊNCIAS Aluno:_____________________________ 2 INTRODUÇÃO Prezado(a) aluno(a)! Estamos nos preparando para entrar em um campo de conhecimento com o qual nem sempre estamos acostumados a lidar, sendo assim, a ação e uma reflexão teórico-prática sobre o Ensino de Ciências serão nossas maiores aliadas! Dentre os objetivos da disciplina está o de conhecer os conteúdos conceituais, atitudinais e procedimentais de Ciências trabalhados nos anos iniciais do Ensino Fundamental numa articulação epistemológica e metodológica. Em relação a metodologias, temos por objetivos conhecer práticas fundamentais, que levem o estudante à reflexão, à argumentação e a outras características próprias do conhecimento Científico, como o levantamento de hipóteses, a resolução de problemas, a comunicação de um trabalho científico, entre outros aspectos. Dentre elas, destacaremos a investigação e também a transformação de práticas convencionais em investigativas. Na abordagem epistemológica, é nosso objetivo refletir sobre como se dá a construção do conhecimento científico, destacando relações entre a Ciência, a Tecnologia, a Sociedade e o Meio Ambiente. Ainda trataremos de assuntos essenciais para a sala de aula, como a avaliação, o papel dos trabalhos em grupo, da investigação, entre outros! Sendo fundamental que você, professor ou professora, reflita sobre o papel do conhecimento científico e sua importância nos dias atuais! Esperamos que você faça um bom curso! OBJETIVOS São objetivos da nossa disciplina: • Discutir os conteúdos relacionados ao Ensino de Ciências, os conceitos e fatos científicos, as metodologias de trabalho e atitudes a serem valorizadas em sala de aula. • Refletir sobre metodologias inovadoras relacionadas ao Ensino de Ciências. • Reconhecer a Educação Científica como uma forma de se atingir objetivos interdisciplinares, tais como, o desenvolvimento da linguagem e do raciocínio lógico matemático. • Refletir sobre a Ciência e as formas como se dá a construção do conhecimento científico, destacando as relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Meio Ambiente. 3 • Refletir sobre o papel do conhecimento científico e sua importância nos dias atuais. INTRODUÇÃO AO ENSINO DE CIÊNCIAS Basta refletirmos um pouco para logo percebermos que o mundo encontra-se em constante transformação! No cenário atual, cada vez mais aumenta o volume de informações e conhecimentos necessários para se atuar de maneira satisfatória na sociedade. As transformações ocorridas no mundo, antes e atualmente, envolvem mudanças na política, na economia, social e culturalmente, e também são refletidas na escola e nos currículos escolares. Assim, nesta unidade, temos por objetivos que você observe as transformações históricas ocorridas no currículo de Ciências e no conhecimento científico, assim como as relações sociais e humanas presentes nestas transformações, relacionando-as com a aprendizagem de Ciências na sua vida escolar. PANORAMA HISTÓRICO A inserção da disciplina de Ciências, na escola, se deu também graças a estas mudanças sociais, culturais e econômicas. Vamos analisar um exemplo histórico? Começamos a observar uma maior importância dada às disciplinas científicas a partir da década 60, motivada pela guerra fria, pela corrida tecnológica espacial, por um maior reconhecimento da ciência no desenvolvimento econômico, cultural e social; assim como o reconhecimento de relações entre a ciência, a tecnologia e a sociedade. Tal importância fez aparecer no cenário mundial uma série de projetos de Ensino que, até os dias atuais, ainda influenciam o ensino de Ciências, que buscava formar futuros cientistas que viessem a contribuir com o desenvolvimento científico e tecnológico dos países. Apesar de o Brasil não participar desta corrida tecnológica, também sentimos os efeitos deste cenário mundial. Em 1961, após a L ei de Diretrizes e Bases da Educação (Lei 4.061/61), Ciências passou a ser disciplina obrigatória nas escolas, inicialmente nas últimas séries do Ensino Fundamental, e, apenas a partir de 1971 (Lei 5.692), a disciplina de Ciências passou a ter caráter obrigatório nas oito séries do primeiro grau. Vemos assim que a participação das disciplinas científicas no ensino fundamental é ainda muito nova. Em relação ao momento atual, percebemos que, à medida que se avolumam os problemas sociais, ambientais, econômicos e políticos no mundo, outros valores e outras temáticas vão sendo incorporadas aos currículos. O aumento da poluição, as crises ambientais, a crise energética, traduzem o que se tem chamado atualmente de situação de emergência planetária e têm determinado profundas transformações nas propostas das disciplinas científicas e nos currículos em todos os níveis de ensino. 4 Se inicialmente a educação científica visava uma preparação inicial para estudantes que seguiriam carreiras científicas, atualmente temos encontrado cada vez mais, no âmbito mundial, metas educativas que visam uma formação que faça parte de uma educação geral para todos os futuros cidadãos, de modo a lhes permitir participar na tomada de decisões e, em definitivo, considerar a ciência como parte da cultura de nosso tempo. METAS ATUAIS Este processo de popularização da ciência está também relacionado ao que vem sendo chamado, a algumas décadas, de movimento de Alfabetização Científica ou Alfabetização Científica para a Cidadania. Cada vez mais, esta expressão tem sido usada por investigadores, elaboradores de currículos, professores de ciências e tem se difundido de tal maneira que se tem tornado praticamente um slogan educacional, sendo um dos principais objetivos da Educação Científica atualmente. Discutiremos durante nosso curso, os fundamentos deste conceito e também suas aplicações; mas a princípio, em linhas gerais, entenderemos a Alfabetização Científica como a habilidade e hábitos mentais requeridos para construir uma compreensão da ciência; para aplicar estas ideias em problemas reais e situações envolvendo não apenas os conceitos científicos, as relações da ciência, tecnologia, sociedade e meio ambiente (CTSA) e para comunicar conhecimentos. Observamos, então, que o ensino de Ciências tem se tornado uma pedra fundamental para observarmos o mundo atual, uma vez que vivemos em uma sociedade que depende da Ciência e da tecnologia. O desenvolvimento desta alfabetização envolve desde aspectos como compreender os fenômenos científicos, existentes em nosso cotidiano, até como aplicar os conhecimentos e competências científicas para poder resolver ou opinar sobre problemas existentes no nosso dia a dia. Prof. Luiz Carlos de Menezes. Investigações que envolvem a área de Ensino de Ciências, têm demonstrado que tais aspectos podem ser trabalhados a partir das séries iniciais do Ensino Fundamental, desde que tenham uma linguagem de fácil acesso e apresentem atividades que estejam dentro da zona de desenvolvimento proximal dos estudantes. Vemos ainda, nestes trabalhos, que ensinar Ciências vai 5 mais além da aprendizagem de conceitos e as aulas de Ciências têm se tornado bons espaços para se desenvolver também a leitura e a escrita, assim como elementos de raciocínio lógico, entre outros! Quais são as formas de trabalho? Quais os conteúdos de Ciências? Por que o Ensino de Ciências é tão importante atualmente? São algumas das questões que pretendemos responder e fazer você refletir nestes nossos estudos sobre Fundamentos e Metodologia das Ciências, a partir de elementos que temos, hoje, como fundamentais para o desenvolvimento de um Ensino de Ciências que busque uma formação útil e significativa para os cidadãos em geral. ATIVIDADES Vamos fazer uma reflexão sobre o Ensino de Ciências e sua funcionalidade! Para isso,você vai precisar: 1 - Entrevistar pelo menos uma pessoa que possua curso superior, que não seja da área de Ciências, com a seguinte questão: o que você se lembra das suas aulas de Ciências no Ensino Fundamental? 2 - Refletir com seus colegas, a partir da seguinte questão: em geral, quando se trabalha de forma tradicional (priorizando a aplicação mecânica de fórmulas e conceitos), o que sobra do Ensino de Ciências para a vida adulta? Se vocês encontraram respostas que dizem que estes profissionais não se lembram de quase nada de Ciências, não se assuste! Essa é uma realidade comum! Para que sua reflexão seja bem aproveitada, escreva um ou dois parágrafos sobre as seguintes questões: quais as vantagens de se ensinar Ciências, se em geral os conteúdos serão esquecidos? O que então deveria ser priorizado neste ensino? POR QUE ENSINAR CIÊNCIA NA ESCOLA NA EDUCAÇÃO INFANTIL E NOS ANOS INICIAIS? Por que ensinar ciências na educação infantil e nos anos iniciais é uma das perguntas mais frequentes entre professores que atuam nessas etapas de ensino. Acredita-se que, pelo fato dos alunos estarem em processo de alfabetização, ele deveria aprender a ler e escrever e calcular num primeiro momento, para na sequência aprender outros conteúdos vinculados à história, geografia e ciências por exemplo. Desse modo, encontramos em muitas salas de aula certa displicência em relação aos conteúdos de ciências, pois os saberes dessa área de conhecimento acabam ficando num segundo 6 plano, isto ocorre porque o professor, muitas vezes, prioriza a leitura e a escrita, organizando atividades de ciências apenas para cumprir o que está estipulado na proposta curricular da escola. Porém, como veremos nas próximas páginas, trabalhar com conceitos, experiências e explorar o meio ambiente, poderá ser estímulo para os alunos na descoberta do mundo do qual fazem parte. Primeiramente, vamos buscar compreender o que é ciências e por que ela faz parte do currículo da educação básica. Ciências é: 1- conjunto ou soma dos conhecimentos humanos adquiridos por meio de observação sistemática, de pesquisa e de métodos e linguagens próprios: os progressos da ciência. 2- campo de estudo sistematizado voltado para qualquer ramo do conhecimento ; 3- conhecimento; noção precisa; informação: A diretoria vai até a subsede para tomar ciência do que está ocorrendo.4- arte, técnica; tecnologia. 5- disciplina escolar introdutória dos estudos científicos: estudamos Português, Matemática e Ciências. // neste caso se escreve com letra maiúscula. A partir dessa conceituação, observamos que ciência pode ser entendida como sendo um conjunto de conhecimentos, um campo de estudo, uma arte ou técnica. Além disso, ciência também se constitui como uma disciplina curricular1. Qual a importância do ensino de ciências na primeira etapa da educação básica? Uma das respostas encontradas é: Mostrar a Ciência como um conhecimento que colabora para a compreensão do mundo e suas transformações, para reconhecer o homem como parte do universo e como indivíduo, é a meta que se propõe para o ensino da área na escola fundamental. A importância do ensino de ciências também está vinculado à noção de que: A apropriação de seus conceitos e procedimentos pode contribuir para o questionamento do que se vê e ouve, para a ampliação das explicações acerca dos fenômenos da natureza, para a 7 compreensão e valoração dos modos de intervir na natureza e de utilizar seus recursos, para a compreensão dos recursos tecnológicos que realizam essas mediações, para a reflexão sobre questões éticas implícitas nas relações entre Ciência, Sociedade e Tecnologia. Outro motivo para o Ensino de Ciências nos nossos dias está relacionado às mudanças no âmbito da produção, em razão do avanço da ciência e da tecnologia, tem gerado uma situação de competitividade no mercado mundial. Instalou-se, um novo paradigma produtivo em nível mundial, o qual implica profundas mudanças na produção, na aprendizagem, na difusão do conhecimento e na qualidade dos recursos humanos. Aliás, é preciso recordar que, hoje, a preocupação crescente com a eficácia da escola é tema que rompe as paredes da área específica da educação, verificamos uma infinidade de setores da sociedade preocupados com o papel da escola, os políticos, em seus discursos, o dono da fábrica e de escolas particulares, a família, os grupos de elite e as minorias, pois todos parecem reconhecer o valor da educação, ou seja, do papel que os saberes disponibilizados pela escola podem desencadear na vida das pessoas em geral. Desse modo, a ciência, portanto, merece lugar destacado no ensino como meio de cognição e enquanto objeto de conhecimento. Isto é, sua grande importância consiste, ao mesmo tempo, em elevar o nível do pensamento dos estudantes e em permitir-lhes o conhecimento da realidade – o que é indispensável para que as jovens gerações não apenas conheçam e saibam interpretar o mundo em que vivem, mas também, e sobretudo, saibam nele atuar e transformá-lo. Na sociedade tecnológica ou sociedade do conhecimento, saber ler, escrever e calcular, apresentam-se como habilidades necessárias às pessoas, isto é, o domínio dessas habilidades se apresentam como condição para uma vida mais digna, pois quase tudo que envolve a vida em sociedade requer um mínimo desses saberes. O recebimento de salários, tomar um ônibus, entender o receituário de um médico, deslocar-se nos centros urbanos, tudo isso vincula-se ao mundo da escrita e da ciência. Assim, é importante compreender que os saberes disponibilizados pela escola através dos seus currículos apresentam papéis bem definidos, pois entendemos relevância, então, como o potencial que o currículo possui de tornar as pessoas capazes de compreender o papel que devem ter na mudança de seus contextos mais imediatos e da sociedade em geral, bem como de ajudá-las a adquirir os conhecimentos e as habilidades necessárias para que isso aconteça. Relevância sugere, conhecimentos e experiências que contribuam para formar sujeitos autônomos, críticos e criativos, que analisem como as coisas passaram a ser o que são e como fazer para que elas sejam diferentes do que hoje são. 8 Dessa forma, a educação, a escola, a família e a sociedade parecem desempenhar um papel de transmissores de valores, normas, saberes, na perspectiva de formar o sujeito individual e coletivamente. O conhecimento científico gera poder, de manipulação e/ou transformação da natureza e das estruturas sociais. Assim, a ciência está necessariamente ligada aos interesses humanos, às intencionalidades, às finalidades humanas. Então, a distribuição social do conhecimento científico é parte fundamental da socialização dos bens socialmente produzidos ao longo da história cultural do homem, e representa uma parcela importante do poder socialmente produzido ao longo da história da humanidade. A reflexão sobre o tipo de educação que melhor atenderia às necessidades dos sujeitos no plano individual e coletivo, na sociedade contemporânea, torna-se um desafio, pelo fato do desequilíbrio entre o aumento da riqueza, da exclusão e pobreza no nosso país e no mundo. Portanto, na escola, deverão ser dispensados cuidados especiais nas situações de aprendizagem2, ou seja, os professores deverão refletir sobre sua prática pedagógica, bem como buscar novas metodologias para superar a transmissão de saber, que já não garante uma ação educativa capaz de atender os requisitos da atualidade. Desse modo é possível entender que os saberes disponibilizados pelas escolas, através dos currículos escolares e professores, desempenham um papel muito relevante na formação das futuras gerações. Nesse sentido, vale lembrar alguns questionamentos propostos por Charlot (2005) sobre as fontes da mobilização intelectual dos alunos: 1) Indaga sobre qual seria a finalidade para um aluno, daclasse popular ir para à escola. 2) Para esse aluno, qual seria o sentido de estudar ou não na escola? 3) Qual é o sentido da aprendizagem, de compreender, seja na escola ou fora dos muros da escolares? Esses questionamentos apontam para o fato de que aquilo que é ensinado na escola é condição para uma vida diferenciada na sociedade, pois: “Aprender não é apenas adquirir saberes, no sentido escolar e intelectual do tempo, dos enunciados. É também se apropriar de práticas e de formas relacionadas e confrontar-se com a questão do sentido da vida, do mundo, de si mesmo”. Porém, quando se destacam questões sobre o ensinar ciências naturais, variadas dúvidas povoam o pensamento de professores e alunos. As ciências, de modo geral, são vistas como campos de conhecimentos que são apropriados apenas por poucos, é como algo quase mágico que apenas alguns 9 dominam. Quase sempre quando falamos de ciências vem à mente a figura de um cientista num laboratório rodeado de frascos e poções. Comenta que: as atitudes leigas em relação à ciência e ao conhecimento técnico são em geral tipicamente ambivalentes. Trata-se de uma ambivalência que reside no âmago de todas as relações de confiança, seja em sistemas abstratos, seja em indivíduos. Pois só se exige confiança onde há ignorância – ou das reivindicações de conhecimento de peritos técnicos ou dos pensamentos e intenções de pessoas com as quais se conta. A ignorância, entretanto, sempre fornece terreno para ceticismo ou pelo menos cautela. As representações populares da perícia técnica e científica mesclam geralmente respeito com atitudes de hostilidade ou medo, como nos estereótipos do técnico sem senso de humor com pouco conhecimento das pessoas comuns, ou do cientista louco. Profissões cuja reivindicação a um conhecimento especializado é vista, sobretudo, como um círculo fechado, tendo uma terminologia aparentemente inventada para obstruir o leigo – como ocorre com advogados ou sociólogos– tendem a ser vistos com uma visão particularmente deformada. (GIDDENS 1991, p. 92, 93) Superar a visão simplista e estereótipos em relação à ciência é importante, haja vista que, sendo atividades humanas, a Ciência e a Tecnologia são fortemente associadas às questões sociais e políticas. Motivações aparentemente singelas, como a curiosidade ou o prazer de conhecer são importantes na busca de conhecimento para o indivíduo que investiga a natureza. Mas frequentemente interesses econômicos e políticos conduzem a produção científica ou tecnológica. Não há, portanto, neutralidade nos interesses científicos das nações, das instituições, nem dos grupos de pesquisa que promovem e interferem na produção do conhecimento. A identificação da ciência e tecnologia como conhecimentos não neutros e associados à economia, à cultura e à política, são pontos essenciais a serem identificados na formação do cidadão, isso é, a partir do momento que a ciência e a tecnologia são compreendidas como conhecimentos técnicos construídos em momentos históricos, o individuo poderá fazer escolhas com mais liberdade e autonomia. Segundo Geraldo (2009), a ciência e sua aplicabilidade apresentam caráter contraditório na sociedade, pois podem contribuir para reduzir ou ampliar o poder dos grupos dominantes na sociedade. 10 Desse modo, algumas das principais funções do conhecimento científico, bem como da sua socialização, estão atreladas às questões de: 1- Desenvolvimento tecnológico; 2- Formação de mão de obra para indústria, o comércio e o sistema financeiro; 3- Formação do mercado consumidor, apto a aceitar os produtos que a indústria tem para lhe oferecer e lhe induzir a um consumismo desenfreado; 4- Desenvolvimento da racionalização, da objetividade, da lógica e das habilidades cognitivas humanas, da produtividade do trabalho humano, do controle e da transformação da natureza e das relações sociais pelo homem; 5- Desenvolvimento da consciência dos homens sobre as finalidades e perspectivas concretas de seus direitos: à qualidade de vida compatível com os padrões contemporâneos, ao trabalho e ao poder de apropriação e distribuição do produto do trabalho, à alimentação, saúde, educação, habitação, segurança, conservação do meio ambiente e à participação nas decisões políticas da sociedade. (GERALDO, 2009, p. 59) Em síntese, a ciência tem papel de destaque na formação de homens, tornando-os aptos ou não aptos a lidar com as questões contemporâneas. Portanto, levando em consideração que a socialização dos conhecimentos científicos produzidos pela humanidade e difundidos na escola são saberes fundamentais na formação do aluno na nossa sociedade. Podemos afirmar que é primordial o professor repensar a prática pedagógica no Ensino de Ciências. Histórico do ensino de ciências na escola Quando surgiu a ciência? Como se desenvolveu a ciência? Essas questões serão respondidas nessa etapa do estudo. Em relação à primeira questão, podemos apontar que a ciência não é uma área que surge na modernidade, pois, desde Aristóteles, as ciências da Natureza desenvolveram-se graças ao papel conferido às observações e, mais tarde, à observação controlada, isto é, à experimentação (o laboratório com seus instrumentos tecnológicos de rescisão e medida). A experimentação é a decisão do cientista de intervir no curso de um fenômeno, modificando as condições de seu aparecimento e desenvolvimento, a fim de encontrar invariantes e constantes que definem o objeto como tal. Quais são os produtos/resultados da ciência? Podemos observar que variados objetos usados em nosso dia a dia são resultantes do desenvolvimento científico. 11 Os objetos técnicos que usamos em nossa vida cotidiana – ônibus, automóvel, avião, lâmpada, liquidificador, máquina de escrever, de lavar, de costurar, relógios digitais, rádio, televisão, vídeos, aparelhos de som, detergente, sabonete, desodorante, cola, adesivos, objetos plásticos, de louça, vidro, tecidos sintéticos como nylon e poliéster, vacinas, antibióticos, radiografias, vitaminas e proteínas em cápsulas, etc. – são ciência aplicada ou resultado prático de ciências naturais teóricas. Como é possível notar, variados objetos que estão incorporados em nossas atividades de trabalho, lazer ou sobrevivência provem do desenvolvimento tecnológico. Então se tudo provem da ciência, podemos indagar: O que é estudado em ciências naturais? As ciências da Natureza estudam duas ordens de fenômenos: os físicos e os vitais, ou as coisas e os organismos vivos. Constituem, assim, duas grandes ciências: a física, de que fazem parte a química, a mecânica, a óptica, a acústica, a astronomia, o estudo dos sólidos, líquidos e gasosos, etc., e a biologia, ramificada em fisiologia, botânica, zoologia, paleontologia, anatomia, genética, etc. Existem basicamente três principais concepções de ciências: o racionalismo, o empirismo e o construtivismo. Em qualquer das três concepções de ciência, considera-se que as ciências da Natureza irão se ocupar com aspectos que: 1-estudam fatos observáveis que podem ser submetidos aos procedimentos de experimentação; 2- estabelecem leis que exprimem relações necessárias e universais entre os fatos investigados e que são de tipo causal; 3- concebem a Natureza como um conjunto articulado de seres e acontecimentos interdependentes, ligados ou por relações necessárias de causa e efeito, subordinação e dependência, ou por relações entre funções invariáveis e ações variáveis; 4- buscam constâncias, regularidades, frequências e invariantes dos fenômenos, isto é, seus modos de funcionamento e de relacionamento, bem como estabelecem os meios teóricos para a previsão de novos fatos. É importante lembrar que as ciências, para que os cientistas possam, analisar, comparar e compreender os seus objetos de estudo, acabaram se subdividindo. Das inúmeras classificações propostas, as mais conhecidase utilizadas foram feitas por filósofos franceses e alemães do século XIX, baseando-se em três critérios: tipo de objeto estudado, 12 tipo de método empregado, tipo de resultado obtido. Desses critérios e da simplificação feita sobre as várias classificações anteriores, resultou aquela que se costuma usar até hoje: 1- ciências matemáticas ou lógico-matemáticas (aritmética, geometria, álgebra, trigonometria, lógica, física pura, astronomia pura, etc.); 2- ciências naturais (física, química, biologia, geologia, astronomia, geografia física, paleontologia, etc.); 3- ciências humanas ou sociais (psicologia, sociologia, antropologia, geografia humana, economia, lingüística, psicanálise, arqueologia, história, etc.); 4- ciências aplicadas (todas as ciências que conduzem à invenção de tecnologias para intervir na Natureza, na vida humana e nas sociedades, como por exemplo, direito, engenharia, medicina, arquitetura, informática, etc.). Como foi possível verificar na citação acima, a ciência é um campo complexo e vasto, e cada campo científico estuda uma determinada área de conhecimento. Nessa disciplina o foco é em Ciências Naturais, voltada à Educação Infantil e aos anos iniciais do Ensino Fundamental. Porém, torna-se necessário compreender como está situada a disciplina em relação às outras ciências: Cada uma das ciências subdivide-se em ramos específicos, com nova delimitação do objeto e do método de investigação. Assim, por exemplo, a física subdivide-se em mecânica, acústica, óptica, etc.; a biologia em botânica, zoologia, fisiologia, genética, etc.; a psicologia subdivide-se em psicologia do comportamento, do desenvolvimento, psicologia clínica, psicologia social, etc. E assim sucessivamente, para cada uma das ciências. Por sua vez, os próprios ramos de cada ciência subdividem-se em disciplinas cada vez mais específicas, à medida que seus objetos conduzem a pesquisas cada vez mais detalhadas e especializadas. Portanto, cabe à escola a seleção dos conhecimentos produzidos pelas diversas ciências e suas ramificações, haja vista que, no tempo escolar somente alguns conteúdos serão tratados. Considerando-se os conceitos fundamentais da Ciência como energia, força, e raio de luz. Conteúdos esses, que possibilitem ao aluno conhecer, interpretar, utilizar, valorizar e aperfeiçoar a vida no planeta. É preciso ultrapassar a noção de que a “ciência tem assim por longo tempo mantido uma imagem de conhecimento fidedigno que se verte numa atitude de respeito para com a maioria das formas de especialidade técnica”. 13 A escola deve mobilizar esforços para a superação do senso comum no que diz respeito ao entendimento de que apenas alguns possuem habilidades para o trato com os conhecimentos científicos, pois as atitudes leigas em relação à ciência e ao conhecimento técnico são em geral tipicamente ambivalentes. Trata-se de uma ambivalência que reside no âmago de todas as relações de confiança, seja em sistemas abstratos, seja em indivíduos. Pois só se exige confiança onde há ignorância – ou das reivindicações de conhecimento de peritos técnicos ou dos pensamentos e intenções de pessoas com as quais se conta. A ignorância, entretanto, sempre fornece terreno para ceticismo ou pelo menos cautela. As representações populares da perícia técnica e científica mesclam geralmente respeito com atitudes de hostilidade ou medo, como nos estereótipos do técnico sem senso de humor com pouco conhecimento das pessoas comuns, ou do cientista louco. Profissões cuja reivindicação a um conhecimento especializado é vista, sobretudo, como um círculo fechado, tendo uma terminologia aparentemente inventada para obstruir o leigo – como ocorre com advogados ou sociólogos – tendem a ser vistos com uma visão particularmente deformada. Esse posicionamento é um alerta importante, o qual demonstra que compreender a ciência e a tecnologia são condições para entender que “A “falsificabilidade” das teorias, ou sua “questionalibilidade” intrínseca indicam o reconhecimento de que a ciência não poderia estatuir verdades, mas caminhos sempre questionáveis de sua busca” Isto é, tanto a ciência como a tecnologia e as teorias que são criadas a partir dessas são verdades criadas num determinado contexto histórico pelo homem, portanto, são passíveis de aperfeiçoamento. Evolução do ensino de Ciências Fatos 1950 1960 1970 1980 Situações Mundiais Guerra fria Crise energé- tica problemas am- bientais Competição Tecnológica Cenário nacional do país Industrialização/ ditaduratransição política Objetivos dos ensino fundamen- tal (1° e 2° graus) Formação de Elites Formação Do cidadão Preparar trabalha- dor Formar Cidadão trabalhador Tendências Escola nova Comporta- Comportamenta- Cognitivis- 14 mentaismo lismo/ cognitivismo Mo Objetivos da reno- vação do ensino de ciências Transmitir Informa- ções Atualiza- das Vivenciar o método cien- tífico Pensar lógica e criticamente Analisar implicações sociais Do desenvol- vimento Científico e tecnológico Visão da ciência no currículo da escola escola de 1° e 2 graus Atividade neutra Enfatizan- do produ- tos Evolução histórica enfatizando o processo Produto do contexto econômico, político, social e de movimentos intrísecos Metodolo- gia reco- mendada Dominate Laboratório Laboratório/ discussão de pesquisas Jogos e simulações. Resolução de problemas Instituições que influen- ciaram Na mudança a nível inter- nacional Associa- ções pro- fissionais Científicas e institui- ções gover- namentais Projetos curricu- lares Organizações internacionais Centros de ciências Universidades Organizações profissionais, Científicas e de professores Universidades Observando a tendência apontada no Quadro, pode-se agrupar em períodos principais e distintos a evolução do Ensino de Ciências. O primeiro período sobre o ensino de ciências corresponde às décadas de 1950 à 1970 que coincide com o contexto da elaboração e implementação da lei nº 4.024/61. Os objetivos propostos nesse período eram formar, através de programas rígidos, os futuros cientistas que iriam compor uma 15 elite intelectual. Os programas de formação compreendiam a ciência como uma atividade neutra, baseavam-se em projetos curriculares fundamentados na ideia de que a reprodução do método científico e a experimentação seriam a fórmula para se ensinar ciências nas escolas. O segundo período compreende as décadas de 1970 à 1990, em que o objetivo principal passa a valorizar a formação do cidadão trabalhador (contexto da implementação da lei nº 5.692/71). O tecnicismo é uma realidade nas metodologias empregadas no início do período, lentamente modificando-se para metodologias que primam pelo pensamento lógico crítico, no final do período. O terceiro período vai da década de 1990 ao ano 2000 (contexto da lei nº 9.394/96), por meio das orientações dos Parâmetros Curriculares Nacionais. Até a promulgação da Lei de Diretrizes e Bases n. 4.024/61, ministravam-se aulas de Ciências Naturais apenas nas duas últimas séries do antigo curso ginasial. Essa lei estendeu a obrigatoriedade do ensino da disciplina a todas as séries ginasiais. Apenas a partir de 1971, com a Lei n. 5.692, Ciências Naturais passou a ter caráter obrigatório nas oito séries do primeiro grau. Quando foi promulgada a Lei n. 4.024/61, o cenário escolar era dominado pelo ensino tradicional, ainda que esforços de renovação estivessem em processo. Aos professores cabia a transmissão de conhecimentos acumulados pela humanidade, por meio de aulas expositivas, e aos alunos, a absorção das informações. O conhecimento científico era tomado com o neutro e não se punha em questão a verdade científica. Aqualidade do curso era definida pela quantidade de conteúdos trabalhados. O principal recurso de estudo e avaliação era o questionário, ao qual os alunos deveriam responder detendo-se nas ideias apresentadas em aula ou no livro-texto escolhido pelo professor. Outro apontamento diz respeito ao contexto da década de 1970 onde Instalou-se uma crise energética, sintoma da grave crise econômica mundial, decorrente de uma ruptura com o modelo desenvolvimentista deflagrado após a Segunda Guerra Mundial. Esse modelo caracterizou-se pelo incentivo à industrialização acelerada em todo o mundo, custeada por empréstimos norte-americanos, ignorando-se os custos sociais e ambientais desse desenvolvimento. Problemas ambientais que antes pareciam ser apenas do Primeiro Mundo passaram a ser realidade reconhecida de todos os países, inclusive do Brasil. Os problemas relativos ao meio ambiente e à saúde começaram a ter presença quase obrigatória em todos os currículos de Ciências Naturais, mesmo que abordados em diferentes níveis de profundidade e pertinência. Como podemos observar na citação anterior, a escola é pressionada pelas condições da sociedade a repensar os conteúdos, visto que nos anos de 1970, foram questionadas as abordagens e a própria organização curricular, principalmente sobre os programas que ajuntavam os conteúdos de Biologia, Física, Química e Geociências, a partir das críticas a tais justaposições foi proposto um 16 ensino que agregasse os diferentes conteúdos, numa perspectiva de caráter interdisciplinar, o qual tem apresentado um desafio para a didática da área até os nossos dias. O ensino de ciências no Brasil somente inicia na escola a partir de “necessidades geradas pelo processo de industrialização; ou seja, a crescente utilização de tecnologia nos meios de produção impõe uma formação básica em Ciências, para além da formação de técnicos oriundos das escolas chamadas profissionais”. Até o final da década de 50, o Ensino de Ciências é introduzido e desenvolvido sempre sob um parâmetro de outras disciplinas e do ensino tradicional: verbalização; aulas teóricas em que o professor explana o conteúdo, reforça as características positivas da ciência e tecnologia, ignorando as negativas; conteúdo baseado na ciência clássica e estável do século XIX, com base em livros didáticos estrangeiros (europeus) e em relatos de experiências neles contidos, com eventuais demonstrações em sala, sempre para confirmar a teoria exposta. Após o final da década de 50, que, a partir da expansão do ensino público, novas tendências como os chamados projetos para o Ensino de Ciências, os quais apresentavam características de produções textuais, traziam ainda materiais para realizar experimentos e apresentavam sugestões para treinamento de professores. Tais projetos eram organizados mais na perspectiva de valorizar os conteúdos a serem ensinados. Assim, até meados de 1970, momento em que o país passa pelo chamado modelo de desenvolvimento dependente, é possível identificar três tendências no ensino de ciências: 1- A primeira tendência é a tecnicista, o ensino estava pautado na psicologia comportamental, assim, a característica principal é a instrução programada, com destaque para o uso do ensino por módulos, com utilização de testes, que poderiam indicar as alterações no comportamento do aluno em relação aos conteúdos trabalhados pelo professor. 2- Em relação à tendência denominada escola-novista, a característica mais marcante no ensino de ciências estava voltada para a preocupação de formar o caráter científico do aluno. Desse modo, as ocorria uma maior valorização em relação às atividades de experimentação. 3- Na terceira tendência, que conceituam como sendo de ciência integrada, pode-se notar uma característica de integração entre as Ciências Naturais e uma exclusão em relação as Ciências Sociais. Entendia-se que o professor de ciências deveria dominar a utilização dos materiais instrucionais, o que não necessitava de conhecimentos mais aprofundados dos conteúdos que seriam ensinados. 17 Essas três tendências estiveram muito mais presentes na formação dos professores do que nas salas de aula, porém será via livros didáticos que adentraram as salas de aula contribuindo para o esvaziamento dos conteúdos. Após esses percalços, sobre o Ensino de Ciências, vamos observar que novas tendências irão surgir. Nos anos 80 a análise do processo educacional passou a ter como tônica o processo de construção do conhecimento científico pelo aluno. Correntes da psicologia demonstraram a existência de conceitos intuitivos, espontâneos, alternativos ou preconcepções acerca dos fenômenos naturais. Noções que não eram consideradas no processo de ensino e aprendizagem são centrais nas tendências construtivistas. O reconhecimento de conceitos básicos e reiteradamente ensinados não chegavam a ser corretamente compreendidos, sendo incapazes de deslocar os conceitos intuitivos com os quais os alunos chegavam à escola, mobilizou pesquisas para o conhecimento das representações espontâneas dos alunos. A história da implementação dos conteúdos de ciências no ensino fundamental não ocorreu por vontade exclusiva de professores, diretores ou cientistas, esteve vinculada a interesses econômicos. Isto é, com o desenvolvimento da sociedade e da industrialização, a importância do Ensino de Ciências ganha novas orientações nas escolas. Com a ampliação das pesquisas na área de educação, principalmente nos cursos de graduação e pós-graduação a partir do final dos anos 80 e início de 1990, até nossos dias, variadas reflexões e propostas surgem para orientar o ensino, um exemplo foi o estudo de Bárbara Freitag em 1989, com o título de: O livro didático em questão, publicado pela Cortez. Embora desde 1970 o livro didático tenha passado a ser alvo de estudos, somente após 1994 é que começaram a ser publicadas avaliações mais pontuais pelo MEC, o qual distribui os guias para escolha por parte dos professores. A Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional - lei 9394/96 é que estabelece orientações sobre o ensino nas escolas brasileiras. Os Parâmetros Curriculares Nacionais de Ciências (1997) foram publicados para orientar os trabalhos dos professores nas escolas. Os eventos e publicações na área de ciências, disponíveis através de revistas, livros, sites e outros, possibilitam ao professor ampliar o leque de opções ao trabalhar com os conteúdos desse campo do conhecimento. Os objetivos do Ensino de Ciências Naturais no Ensino Fundamental As crianças são geralmente curiosas, os porquês fazem parte do seu cotidiano. Portanto, as perguntas que fazem em vários momentos, em diferentes ambientes e situações, demonstram que a 18 aprendizagem sobre si e o mundo iniciam antes mesmo do processo de escolarização formal. Assim, o papel da escola, em relação aos conteúdos de ciências, deveria ser estimular as crianças a buscarem respostas sobre os ambientes e a vida. Nos Parâmetros Curriculares Nacionais encontramos que o Ensino de Ciências Naturais deverá ser organizado na perspectiva de que, ao final do ensino fundamental, os alunos ampliem as capacidades de: • compreender a natureza como um todo dinâmico, sendo o ser humano parte integrante e agente de transformações do mundo em que vive; • identificar relações entre conhecimento científico, produção de tecnologia e condições de vida, no mundo de hoje e em sua evolução histórica; • formular questões, diagnosticar e propor soluções para problemas reais a partir de elementos das Ciências Naturais, colocando em prática conceitos, procedimentos e atitudes desenvolvidos no aprendizado escolar; • saber utilizar conceitos científicos básicos, associados a energia, matéria, transformação, espaço, tempo, sistema, equilíbrio e vida; • saber combinar leituras, observações, experimentações, registros, etc., para coleta,organização, comunicação e discussão de fatos e informações; • valorizar o trabalho em grupo, sendo capaz de ação crítica e cooperativa para a construção coletiva do conhecimento; 19 • compreender a saúde como bem individual e comum que deve ser promovido pela ação coletiva; • compreender a tecnologia como meio para suprir necessidades humanas, distinguindo usos corretos e necessários daqueles prejudiciais ao equilíbrio da natureza e ao homem. Observando estes objetivos podemos visualizar a importância do Ensino de Ciências, pois como destacado no primeiro objetivo, o ser humano é parte integrante e agente transformador do mundo, portanto, ao observar, comparar e diagnosticar os problemas do meio, poderá encontrar soluções para tornar sua vida e de outros mais digna e harmoniosa. Saber utilizar, intervir e preservar o meio, ambiente é condição imprescindível para manutenção da vida no planeta. Em relação aos critérios para a seleção de conteúdos, de acordo com os objetivos gerais da área e com os fundamentos apresentados nos Parâmetros Curriculares Nacionais, encontramos que: • os conteúdos devem se constituir em fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores compatíveis com o nível de desenvolvimento intelectual do aluno, de maneira que ele possa operar com tais conteúdos e avançar efetivamente nos seus conhecimentos; • os conteúdos devem favorecer a construção de uma visão de mundo, que se apresenta como um todo formado por elementos inter-relacionados, entre os quais o homem, agente de transformação. Mas, para que essa visão de mundo possa ser elemento de transformação o Ensino de Ciências Naturais deve relacionar fenômenos naturais e objetos da tecnologia, possibilitando a percepção de um mundo permanentemente reelaborado, estabelecendo-se relações entre o conhecido e o desconhecido, entre as partes e o todo; • os conteúdos devem ser relevantes do ponto de vista social e ter revelado seus reflexos na cultura, para permitirem ao aluno compreender, em seu cotidiano, as relações entre o homem e a natureza mediadas pela tecnologia, superando interpretações ingênuas sobre a realidade à sua volta. Nesse sentido, é requerido da escola e principalmente dos professores algumas reflexões tais como: O que é alfabetização científica?3 Qual a importância da alfabetização científica para o currículo escolar? Como promovê-la? O que ensinar no âmbito do conhecimento científico escolar para as crianças de 6 a 10 anos de idade? Uma criança nessa faixa etária poderá compreender teorias a respeito da origem e evolução da vida; sobre os sistemas de funcionamento do corpo humano; da 20 constituição e propriedades da matéria; sobre as diferentes manifestações e transformações da energia; sobre as relações existentes entre os diferentes seres vivos e entre esses e o ambiente? Não somente é possível as crianças compreenderem teorias a respeito da origem e evolução do universo como de muitos outros conhecimentos científicos. As pessoas criam representações e explicações espontâneas, as quais fazem parte da realidade das crianças, da sua cultura, do seu universo simbólico. As pessoas buscam respostas para suas indagações, seus problemas. Desde os primeiros anos de vida a criança vai aprendendo as diferenças entre o dia e a noite, a existência do sol e da chuva, a importância dos alimentos. A capacidade de refletir sobre esses fenômenos, que fazem parte da existência humana, está presente no dia a dia das crianças muito antes do contato com os conceitos científicos ensinados nos currículos escolares. Essas representações, entendimentos do cotidiano, são conhecimentos práticos, aqueles necessários à sobrevivência, que são aprendidos no momento em que a criança escuta a mãe dizer que comer verdura faz bem para a saúde ou que irá lavar a roupa porque o sol e o vento ajudam a secá-los rápido. Dependendo do contexto em que as crianças vivem o contato com os conhecimentos científicos irá ocorrer no interior da escola, no momento da escolarização. A criança irá compreender que as verduras possuem nutrientes que são necessários ao nosso organismo, por exemplo. Ou seja, a alfabetização científica prática, está relacionada com as necessidades humanas mais básicas como alimentação, saúde e habitação. Uma pessoa com conhecimentos mínimos sobre estes assuntos pode tomar suas decisões de forma consciente, mudando seus hábitos, preservando a sua saúde e exigindo condições dignas para a sua vida e a dos demais seres humanos. A alfabetização científica prática deveria estar disponível para todos os cidadãos, necessitando um esforço conjunto da sociedade para desenvolvê-la. Neste sentido, o ensino de ciências poderia ter seu papel que inicialmente independeria da criança saber ler e escrever. As tecnologias facilitam o contato com as explicações científicas. Porém, parece ser a escola, ainda o local que amplia esses entendimentos, principalmente para as camadas menos favorecidas. Esse saber possibilita uma compreensão menos ingênua sobre as relações do homem com a natureza. Amplia o entendimento sobre o ambiente do qual fazemos parte. CIÊNCIA INTRODUÇÃO Agora você já refletiu um pouco sobre as suas aulas de Ciências e os objetivos que estavam presentes na sua formação básica. Vamos pensar um pouco em como estes aspectos estão ligados a nossa forma de enxergar e lidar com a Ciência? 21 Esta mesma atividade foi realizada também com professores em formação inicial, ou em serviço, para sensibilizá-los para o fato da aridez e da não-significação, para os alunos, dos conteúdos de Ciências que são tradicionalmente apresentados. Os autores colocam que o resultado que se costuma obter é desestruturados. Os entrevistados, em sua grande maioria – mais de 70% da amostra –, não se lembram de nada do que estudaram de Ciências ou lembram apenas os nomes dos principais tópicos estudados. Você encontrou resultados parecidos na seção anterior? Somos, então, levados a pensar sobre os conteúdos ensinados na escola: em geral os conteúdos são transmitidos de uma forma dogmática, baseado nos conhecimentos do professor, e reduzidos a uma coleção de fatos, conceitos, leis e teorias, tradicionalmente apresentados aos alunos. Tal maneira de ensinar Ciências leva a uma construção inadequada sobre o conhecimento científico, baseada nesta visão fechada, já acabada e indiscutível sobre o trabalho da Ciência. Vamos discutir algumas delas agora! Assim, os objetivos específicos desta unidade são: refletir sobre algumas concepções sobre o conhecimento científico que, em geral, representam visões deformadas sobre o mesmo; conhecer e refletir sobre algumas características do conhecimento científico, uma vez que vamos mais adiante falar da importância de se ensinar Ciência, utilizando algumas destas características em sala de aula; refletir sobre relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade. VISÕES COMUNS SOBRE O CONHECIMENTO CIENTÍFICO Iniciaremos este tópico discutindo algumas visões sobre o conhecimento científico, propagadas na mídia, e que são, geralmente, apreendidas pela população. ATIVIDADES Observe a figura 2.1 e responda: 22 Que tipos de visões equivocadas sobre o conhecimento científico se apresentam neste desenho? Discuta com seus colegas e apresente o resultado desta sua reflexão. Incrível, não? Esta é a imagem que, em geral, temos do cientista e do seu trabalho em laboratório, é só pensarmos um pouco no que vemos nos desenhos animados, histórias em quadrinhos e em outros meios de comunicação! Não é difícil perceber nesta imagem as seguintes visões deformadas: Os cientistas que estamos acostumados a observar na mídia. • Individualista e elitista: representa uma único investigador, homem. • Descontextualizada: não se diz nada acerca do possível interesse e relevância da investigação, suas repercussões. O lugarde trabalho parece uma torre de marfim, absolutamente isolada. Nem sequer há uma janela! • Visão a-problemática: não indica se está investigando algum problema. • Empírico-indutivista: a atividade do cientista parece se reduzir à observação e experimentação em busca do descobrimento! Não apresenta quais os conhecimentos prévios envolvidos nesta busca. Ou seja: o conhecimento obtido da observação (empírico) nos induz a uma resposta! • Visão rígida, algorítmica, infalível: nada diz das possíveis revisões e replanejamentos. 23 • Visão analítica: não planeja a possível vinculação do tema abordado, aos diferentes campos da ciência, nem um tratamento interdisciplinar. • Acumulativa: não menciona como o novo descobrimento afeta o conhecimento já existente na ciência. Alguns investigadores, na área de Ensino de Ciências, têm relacionado tais visões com um desinteresse dos estudantes por cursos científicos, e também pela maneira como a disciplina é apresentada. Se um aluno vê a Ciência como elitista, para gênios, um trabalho que é feito isoladamente, quais seriam as razões que o levariam a se interessar por este conhecimento? Reflita um pouco sobre isso! CARACTERÍSTICAS DO CONHECIMENTO CIENTÍFICO Se já vimos quais são as visões descontextualizadas sobre a Ciência, quais seriam, afinal de contas, as características do conhecimento científico que são mais contextualizadas? Já, no início do curso, estudamos a “Metodologia do Trabalho Científico”, em que alguns pontos importantes foram levantados, como por exemplo: a importância da formalização da produção científica, da comunicação e do consenso sobre uma atividade científica – o conhecimento científico não é produzido isoladamente – o caráter provisório ou dinâmico do conhecimento científico, defendido por Thomas Kuhn, entre outros. Você se lembra? Talvez seja hora de ver novamente tais colocações epistemológicas. A natureza da atividade científica é ainda tema de muito debates, entre filósofos e estudiosos da Ciência (entre eles Kuhn, Bunge, Feyerabend, L akatos, Toulmin e seus seguidores), pois ela não segue regras rígidas ou fechadas. Mesmo sendo objeto de debates, alguns aspectos são essenciais e de amplo consenso sobre este conhecimento, apresentamos a seguir alguns deles: Capa do livro “O que é ciência afinal?” 24 1 - Em primeiro lugar, é importante observarmos que não há a existência de UM Método Científico (fechado, com maiúsculas), como um conjunto de regras perfeitamente definidas, rígidas e infalíveis. 2 - A construção do conhecimento científico é guiada por paradigmas que influenciam na observação e na interpretação de certo fenômeno. 3 - O conhecimento científico é aberto, sujeito a crises, mudanças e reformulações, pois assim foi constatado na história da Ciência, portanto a Ciência é um produto histórico. 4 - É um dos objetivos da Ciência criar interações e relações entre teorias e conhecimentos ou a busca de uma coerência global. 5 - O desenvolvimento da Ciência está relacionado a aspectos sociais, políticos, por isso, muitas vezes, as opções feitas pelos cientistas refletem seus interesses pessoais. Portanto, a Ciência é humana, viva, uma construção, a qual interpreta o mundo a partir de seu olhar. No trabalho de Daniel Gil Pérez e seus colaboradores (2005), apresenta-se um diagrama da investigação científica, onde se destacam algumas das etapas deste processo. O interessante é o fato de não existir etapas rígidas, mas sim, retomadas dos problemas, o re-planejamento deste trabalho, a partir do erro; a importância da divulgação de um trabalho científico; as trocas entre as equipes de pesquisadores para se chegar a um consenso, entre outros aspectos! Daniel Gil Pérez com seu meio de Transporte Sustentável. ATIVIDADES Discuta com seus colegas quais destes processos NÃO aparecem na imagem do cientista que você viu anteriormente! Encontre pelo menos 3 exemplos de inovações científicas e tecnológicas que refletem algumas destas etapas, identificando-as. (Por exemplo: a observação de Luas que se moviam ao redor 25 de Júpiter fez Galileu construir novas hipóteses sobre o movimento da Terra e dos astros solares, modificando crenças e atitudes, assim como concepções sobre a Ciência e a própria igreja). Parece então que a produção do conhecimento científico é mais complexa que uma série de etapas rígidas, e também é mais ampla e contextualizada do que geralmente se mostra por aí, não é? Podemos ver que o diagrama destaca o papel das mulheres na produção do conhecimento científico: das trocas entre equipes, das teorias científicas anteriores para a produção de novos conhecimentos; das hipóteses, da relação com a sociedade, com o momento político e social, e, também, o papel da problematização de tal produção. A problematização é algo muito importante dentro da Ciência. A existência de um problema é o mote de propulsão do conhecimento. Como explicamos os dias e as noites e as estações do ano? Como funciona nosso corpo? Como podemos fazer para nos preservar de doenças? Como explicamos as marés? São questões que vêm motivando o homem a construir conhecimento há muitos anos! 26 Diagrama sobre o trabalho científico Gaston Bachelard, cientista, educador francês, filósofo da ciência e poeta, tem muitas obras publicadas evidenciando sua preocupação pedagógica, fruto da experiência como educador e cientista, e se dedicou também a estudar como se dá a formação do espírito científico. Em seu livro, publicado inicialmente em 1938, (BACH ELARD, 1996), ele já colocava a célebre frase que diz: “Todo conhecimento é resposta a uma questão. S e não houve questão, não pode haver um conhecimento científico. Nada é dado, tudo é construído”. 27 Não podemos ainda esquecer que a Ciência também possui relações com a Tecnologia, vivemos atualmente em um mundo altamente tecnológico, onde o desenvolvimento científico e o tecnológico estão amplamente relacionados. Todas estas características do conhecimento científico também são muito importantes para o ensino! Como podemos aprender ciências apenas decorando fórmulas ou respondendo questionários? Você acha que isso é possível? O próximo capítulo será dedicado a este assunto, mas, agora, vamos observar estas características analisando um episódio da História da Ciência! Certo? OBCERVANDO A CIÊNCIA EM SEU CONTEXTO O texto histórico, que iremos analisar, destaca algumas características do trabalho científico, assim como algumas relações entre a Ciência, a Tecnologia e a Sociedade, a partir do episódio de desenvolvimento da luneta, inicialmente para fins militares. O texto retrata um diálogo imaginário entre pessoas da época descrito por Drake (1983), grande especialista em Galileu Galilei. Este episódio também nos remete à ideia de paradigmas, crises e reformulações à qual o conhecimento científico está sujeito. A Luneta de Galileu. 28 A luneta, instrumento aperfeiçoado por Galileu, foi utilizada inicialmente para fins militares. Em 1610, Galileu observou montanhas e crateras na Lua, manchas no Sol e quatro satélites em volta de Júpiter (chamadas luas galileanas). Suas descobertas tiraram a importância do Homem como centro do Universo, maculando a perfeição dos céus e iniciando sua briga com a Igreja católica, que condenava as teorias sobre o movimento da Terra e proibia o ensino do sistema heliocêntrico de Copérnico. Quando, em 1632, Galileu publicou seu polêmico “Diálogo sobre os dois maiores sistemas do mundo”, logo recebeu uma ordem para se apresentar em Roma. ATIVIDADES Leia o texto e responda as seguintes questões e reflita sobre quais características da Ciência estão presentes no mesmo. Questões: 1 – De que nova Tecnologia trata o texto? Que parte da Ciência descreve e explica seu funcionamento? 2 – Por que motivo Galileu decidiu aperfeiçoar a luneta? Ele está relacionadoa uma motivação pessoal do cientista? Justifique. 3 – Em que trechos você nota o descompasso entre desenvolvimento científico e tecnológico no século de Galileu? 4 – Quais foram, afinal, as dificuldades enfrentadas por Galileu para a construção da luneta? Você as definiria como problemas científicos ou tecnológicos? Por quê? 5 – Qual seria então a relação entre Ciência e Tecnologia e científicos e tecnológicos? Ela seria equivalente à que ocorre nesse episódio? Você consegue levantar exemplos nos quais a interação seja diferente da deste episódio? filme recomendado 29 Ciência e Arte O filme Sombras no Futuro, de Roland Joffé, traz uma discussão sobre a construção da bomba atômica e o que está envolvido: a produção do conhecimento científico, o desenvolvimento da tecnologia para se fazer a bomba e a relação entre estes dois planos, o contexto social e econômico, o poder de destruição da bomba, os efeitos da radiação no corpo humano, entre outros aspectos! Vale a pena ver! O filme Os narradores de Javé, uma produção brasileira de 2003, de Eliane Caffé, com filmagens feitas na Bahia, conta a história de um povoado (Javé) onde será construída uma barragem para uma hidroelétrica. Além de diversas questões relacionadas à linguagem, como uma forma de preservar a história daquele povoado, mostra também o impacto socioambiental e os conflitos que esta nova tecnologiatraz consigo. Alfabetização Científica INTRODUÇÃO Quando pensamos em um Ensino de Ciências que seja significativo para todos, dando condições para um cidadão viver criticamente na sociedade atual, nos remetemos à ideia de Alfabetização Científica – também conhecida pela sigla AC. Assim, iniciaremos este unidade discutindo a seguinte questão: O que entender por Alfabetização Científica? O objetivo fundamental desta unidade é que você reconheça o que é a Alfabetização Científica e como ela está relacionada com o Ensino de Ciências, e, mais especificamente, como está relacionada com uma formação cidadã. 30 O QUE É ALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA? (Que também é chamada por alguns autores como Alfabetização Científica Tecnológica ou Alfabetização Científica para a Cidadania) vem se tornando cada vez mais um dos principais objetivos dentro do ensino de Ciências. Apesar de o termo nos remeter à ideia de linguagem, tal alfabetização, segundo diversos autores, engloba todos os domínios e usos de um certo conhecimento, algo próximo às ideias de alfabetização concebidas por Paulo Freire, em que: “a alfabetização é mais que o simples domínio psicológico e mecânico de técnicas de escrever e de ler. É o domínio destas técnicas em termos conscientes. Implica numa auto formação de que possa resultar uma postura interferente do homem sobre seu contexto. A difusão deste conceito tem feito com que cada vez mais propostas curriculares e objetivos relacionados ao ensino de ciências estejam voltados para aspectos ligados a esta compreensão de mundo. Encontramos, por exemplo, nos parâmetros norte americanos (National Science Education Standards – Nat iona l Re sea rch Coun cil, 1996, p. 1), a colocação: Em um mundo repleto de produtos de indagação científica, a Alfabetização Científica se transformou em uma necessidade para todos. Todos necessitam utilizar a informação científica para tomar decisões que se apresentam a cada dia. Todos necessitamos sermos capazes de utilizar a informação científica para nos engajarmos em discussões públicas e debates envolvendo questões importantes sobre ciência e tecnologia. E todos merecemos compartir a emoção e a realização pessoal que pode ser resultado da compreensão e aprendizagem do mundo natural. Já, na declaração de Budapeste (1999), coloca-se o seguinte: Hoje, mais do que nunca é necessário fomentar e difundir a Alfabetização Científica em todas as culturas e todos os setores da sociedade, assim como as capacidades de raciocínio e as competências práticas e uma apreciação dos princípios éticos, a fim de melhorar a participação dos cidadãos na adoção de decisões relativas à aplicação de novos conhecimentos. Em um documento sobre o PIS A – Programa Internacional de Avaliação de Estudantes - pergunta-se que aspectos da Ciência e Tecnologia deveriam se valorizar, o que se responde da seguinte maneira: A resposta deveria incluir o papel da contribuição das Ciências e das Tecnologias de base científica a sociedade, assim como sua importância em muitos contextos pessoais, sociais e globais. É 31 razoável esperar, portanto, que os indivíduos se mostrem interessados nas ciências, apoiem os processos de investigação científica e adotem uma atitude responsável em relação aos recursos naturais e o meio ambiente. O PIS A avalia algumas das características do processo ou o nível de alfabetização científica de um estudante. Para tal feito, a avaliação observa os seguintes pontos: em que medida um indivíduo: possui conhecimento científico e utiliza esse conhecimento para identificar questões, adquirir novos conhecimentos, explicar fenômenos científicos e tirar conclusões, baseadas em evidências sobre questões relacionadas a ciências; compreende os aspectos característicos de C iências como forma de conhecimento humano e investigação; mostra conscientização sobre como ciências e tecnologia modelam nossos ambientes material, intelectual e cultural; envolve-se com questões relacionadas a Ciências e com ideias científicas, como um cidadão reflexivo. Estes documentos já nos dão uma amostra do que vem a ser o processo de alfabetização científica, não? Observamos que eles ressaltam o contato cada vez mais estreito que temos com a Ciência e as Tecnologias, e suas relações com o nosso cotidiano; uma compreensão dos conceitos científicos e de aspectos da natureza da ciência, assim como o lado humano e de construção do conhecimento científico; a utilização de conceitos científicos em discussões públicas; a adoção de escolhas fundamentadas e responsáveis no que afeta o meio ambiente, entre outros aspectos. Ciência, Tecnologia, Sociedade e Meio Ambiente estão relacionados entre si. Uma AC adequada está relacionada à utilização de informações, conhecimentos e competências científicas no dia a dia de um cidadão; para ele que possa viver na sociedade atual, se engajar em discussões públicas e debates, envolvendo ciência e tecnologia, tendo, assim, esclarecimento e discernimento para fazer julgamentos que envolvam a ciência e a tecnologia. O processo de se alfabetizar cientificamente não ocorre apenas no ambiente escolar, ele também pode ocorrer em museus de ciências, em espaços educativos, através da leitura de jornais e revistas que envolvam o conhecimento científico, na vivência cotidiana dos estudantes, entre outros aspectos. 32 QUE ASPECTOS LEVAM OS ESTUDANTES A UMA ALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA? Observando a sala de aula e com a preocupação de perceber quais são os aspectos que levam a uma alfabetização científica, a pesquisadora da Universidade de S ão Paulo, Lúcia Sasseron, desenvolveu uma pesquisa observando estes aspectos, embasada teoricamente no trabalho de diversos outros autores ao redor do mundo. Vamos discutir um pouco sobre eles? Em primeiro lugar, a autora percebeu que todos os trabalhos analisados falam da necessidade da compreensão básica de termos, conhecimentos e conceitos científicos, chamando a reunião destes conceitos de primeiro eixo da AC; o que é fundamental para que um cidadão possa tomar decisões e entrar em discussões sobre a ciência, e, até mesmo, a compreensão de conceitos chaves que utilizamos em nosso dia a dia. Em segundo lugar, outro eixo estruturante diz respeito à compreensão da natureza da ciência e dos fatores éticos e políticos que circundam sua prática; pois, tendo em mente a forma como as investigações científicas são realizadas, e nos envolvendo em processos de investigações científicas,podemos encontrar subsídios para o exame de problemas do dia a dia que envolvam conceitos científicos ou conhecimentos advindos deles. É importante também que saibamos como ocorrem tais investigações, tenhamos atitudes positivas em relação a este conhecimento, criando também imagens adequadas sobre a ciência. O terceiro eixo estruturante da AC compreende o entendimento das relações existentes entre ciência, tecnologia, sociedade e meio-ambiente e perpassa pelo reconhecimento de que quase todo fato da vida de alguém tem sido influenciado, de alguma maneira, pelas ciências e tecnologias. Neste sentido, mostra-se fundamental ser trabalhado, quando temos em mente o desejo de um futuro saudável e sustentável para a sociedade e o planeta, uma vez que, muitas vezes, o desenvolvimento de uma nova tecnologia ou de um novo conhecimento científico pode causar, além de muito conforto, muitos danos ambientais. ATIVIDADES Você costuma ler revistas de divulgação científica? Hoje vamos fazer isso! Esta atividade deve ser discutida inicialmente em pequenos grupos para depois ser discutida em um grande grupo (você, seus companheiros de curso e seu tutor). a) Que eixos estruturantes do conhecimento científico aparecem neste texto? b) Você utilizaria este texto em suas aulas de C iências? Para que ano? Por quê? 33 c) Esboce um plano de trabalho, colocando cada uma das etapas da aula, e os objetivos que se encontram em cada uma delas (quais são os conceitos a serem ensinados, métodos, atitudes etc.). filme recomendado O filme de animação Wall-e é uma ficção científica que retrata a Terra como um planeta inabitável a partir do ano 2100, por um aumento considerável das toxinas existentes no planeta. Assim, os seres humanos são condenados a viver em uma nave até que o mesmo volte a ser habitável! Tem como pano de fundo, o amor entre dois robôs. Além do mais, mostra os efeitos de ter uma vida sem a prática de exercícios físicos. Fonte: Adaptado da sinopse do filme. Disponível em: <http://www.cinemenu.com. br/filmes/wall-e-2008>. Figuras Longa metragem em animação Wall-e. Fonte: <http://www.disney.com.br/ DVD/walle/>. O ensino de Ciências como investigação INTRODUÇÃO Já que falamos tanto de Ensino de Ciências para a Cidadania, nos objetivos atuais para o Ensino de Ciências que estão baseados em uma AC, cabe-nos, então, pensar nas seguintes questões: como conseguimos alcançar estes objetivos? Quais são as orientações metodológicas que nos levam a este caminho? Vamos começar esta unidade trabalhando um pouco, a partir de um experimento simples, para depois discutirmos um pouco os fundamentos de uma proposta metodológica que tem por finalidade nos levar a estes objetivos. Ao término desta Unidade, você deve ser capaz de: 34 • Reconhecer as etapas que regem um ensino por investigação. • Ser capaz de criar uma atividade investigativa, a partir de uma atividade fechada, com todas as etapas necessárias. • Reconhecer que a Ciência, em sala de aula, deve ser construída de maneira similar à forma como se dá a construção do conhecimento científico, levando em conta a construção de hipóteses, a resolução de um problema, o trabalho em grupo, a divulgação do que foi feito, a argumentação, entre outros fatores. Hoje você vai construir seu conhecimento! A Atividade experimental Hoje vamos participar de uma atividade, a partir de uma situação problema. É um problema simples, apresentado por diversos livros didáticos, mas você deve prestar atenção ao método proposto para a resolução do mesmo! Para isso, vai trabalhar em grupos de 5 ou 6 pessoas. Vamos lá? Mãos à obra! ATIVIDADE EXPERIMENTAL O problema do copinho Apresentando os materiais: Cada grupo deve separar para a atividade: um balde, se possível transparente, um copo também transparente e uma folha de papel. Material necessário para a experiência. Os baldes devem ser enchidos com água, até um pouco mais da metade Já tem os materiais e o balde com água? Agora vamos à atividade. Você e seu grupo têm que resolver o seguinte problema: Como fazer para afundar um copo dentro da água, com o papel dentro do copo, sem molhar o papel? 35 Bom trabalho! Já resolveram o problema? Agora vamos nos unir num grande grupo (toda a sala) e responder as perguntas: 1. Como vocês fizeram para resolver o problema? 2. Por que, da forma que foi feito, foi possível resolver o problema? Após a discussão, siga para o próximo momento! Foi uma atividade simples, talvez para nós, professores, sim; mas vamos ver como os alunos fariam? Para isso, vamos assistir ao vídeo disponível em: <http://paje.fe.usp.br/ estrutura/midiavirtual.htm> (vídeo do copo). para conhecer Os vídeos de Ciências no Fundamental foram produzidos pela faculdade de Educação, em parceria com escolas públicas da grande São Paulo, com o apoio da fundação VITAE, a partir do livro: Ciências no Ensino Fundamental: O conhecimento Físico, publicado em 1998, por Anna Maria Pessoa de Carvalho e colaboradores, pela Editora Scipione. É uma série de 15 vídeos, com diversos problemas envolvendo desde a formação de sombras até conhecimentos sobre energia. Vale a pena conhecer! Eles estão neste mesmo site: <http://paje.fe.usp.br/ estrutura/midiavirtual.htm>. Refletindo sobre a atividade proposta Após você ter feito a atividade e assistido ao vídeo, é hora de refletir um pouco sobre o que foi proposto! Você já fez esta mesma atividade, ou a viu em um livro didático, a partir de uma 36 metodologia mais ‘fechada’? Provavelmente sim... Em geral, esta é uma atividade feita para demonstração ou comprovação de um fenômeno! Discuta em grupos: • Quais as diferenças metodológicas observadas nesta mesma atividade, quando aplicada a partir de uma proposta investigativa? • Quais as etapas propostas e que tipo de objetivos é contemplado em cada uma destas etapas? • Vocês conseguem observar as semelhanças entre o que é proposto e etapas do desenvolvimento da ciência? O ENSINO POR INVESTIGAÇÃO Cada vez mais o ensino por investigação vem se tornando uma orientação para o ensino- aprendizagem de Ciências, quando se fala de inovação, o ensino por investigação é quase senso comum em países da América do Norte e da Europa, e tem se tornado cada vez mais uma proposta importante também no Brasil. Como já havíamos colocado anteriormente, a aprendizagem de Ciências deixou de ser apenas uma forma de se conhecer conceitos e termos e passou a se focar mais na construção dos conhecimentos: saber sobre a Ciência, conhecer os processos como é construído o conhecimento científico são objetivos tão importantes quanto o de saber conceitos e fatos. O processo de aprendizagem é importante, pois a imersão em uma cultura científica para se chegar à aprendizagem de Ciências é cada vez mais almejada. O Programa de Avaliação do Livro Didático (PNLD) coloca que: é esse o conceito de ensino de Ciências que se espera no livro didático: Ensinar Ciências fazendo Ciências. Devemos deixar claro que, principalmente num curso de nível fundamental, não é possível reproduzir a Ciência como é feito em laboratório, com seu rigor, especificidades; porém alguns processos que são característicos do saber científico, que fazem parte da cultura científica, podem ser trabalhados, de maneira a levar os estudantes a uma AC e prepará-los para conviverem na sociedade em que estão inseridos. Você trabalhou estas características nas atividades anteriores! Vamos focar um pouco mais nelas? A proposta de atividade feita nos trouxe um ensino por investigação que tinha por característica as seguintes etapas: 37 1. O problema: é importante reconhecermos a importância da problematização na construção do conhecimento científico, que também se transmite para a construção do conhecimento em sala de aula, retomando a colocação de Bachelard (1996) onde “todo conhecimentoé resposta a uma questão”. Demétrio Delizoicov (2001) coloca que problematizar é também: a. a escolha e formulação adequada de problemas, de modo que permitam a introdução de um novo conhecimento (para o aluno).... Problemas que devem ter o potencial de gerar no aluno a necessidade de apropriação de um conhecimento, que ele ainda não tem, e ainda não foi apresentado pelo professor. É preciso que o problema formulado tenha uma significação para o estudante, de modo a conscientizá-lo que a sua solução exige um conhecimento que, para ele, é inédito; b. um processo pelo qual o professor, ao mesmo tempo em que apreende o conhecimento prévio dos alunos, promove a sua discussão em sala de aula, com a finalidade de localizar as possíveis contradições e limitações dos conhecimentos que vão sendo explicitados pelos estudantes, ou seja, questiona-os também. S e de um lado o professor procura as possíveis inconsistências internas aos conhecimentos emanados das distintas falas dos alunos para problematizá-las; tem, por outro, como referência implícita, o problema que será formulado e explicitado para os alunos no momento oportuno bem como o conhecimento que deverá desenvolver como busca de respostas. A intenção é ir tornando significativo, para o aluno, o problema que oportunamente será formulado. 2. A execução da atividade pelos alunos: neste momento, os estudantes devem tomar consciência de algumas variáveis envolvidas no fenômeno que está sendo estudado e achar relações entre elas. É a hora em que hipóteses são levantadas, em que os estudantes testam estas hipóteses, apresentam seus conhecimentos prévios e utilizam o erro como uma forma de repensar o que está sendo feito, construir novas hipóteses e voltar novamente a testá-las. 3. O momento do como (a socialização): nesta hora, é destacado o caráter social do conhecimento, assim como é na Ciência, espera-se que seja criado um ambiente intelectualmente ativo que envolva os estudantes, organizando grupos cooperativos e facilitando o intercâmbio entre eles. 38 4. O porquê: é o momento de sistematizar as soluções para o problema e as explicações dos estudantes. Neste momento, também, se busca uma proximidade com a cultura científica, uma vez que construir explicações é um dos principais objetivos da Ciência. 5. A comunicação do trabalho realizado: é hora de fazer registros escritos, ou através de desenhos, para comunicar o trabalho realizado e sistematizar os conhecimentos. Já vimos em nossos estudos que a comunicação é um dos aspectos essenciais do trabalho científico e, assim, deve ser levada em conta mesmo nas séries mais iniciais, também como forma de avaliação do que está sendo produzido e construído pelos estudantes. Uma das fases mais importantes deste conhecimento é a colocação do problema. É a partir daí, que será possível, ou não, o desenvolvimento de uma investigação. Em geral, que tipo de problemas estamos acostumados a propor a nossos estudantes? Observemos e analisemos uma atividade de ligar Colunas. Discuta um pouco com seu grupo de trabalho por que este exercício não fornece aos estudantes liberdade para investigar e propor soluções! Encontre para a mesma atividade uma situação problemática aberta, que quando proposta aos estudantes passe pelas fases investigativas discutidas anteriormente. O que podemos observar é que o modo como esse exercício é proposto leva o aluno apenas a estabelecer relações fechadas e “corretas”, a partir do que o professor está ensinando, sem levar em consideração os conhecimentos que os estudantes já possuem, os processos de investigação, levantamento de hipóteses entre outros Dá a ideia também de que nada pode sobrar ou faltar (é o mesmo que acontece com exercícios de matemática, quando os alunos entendem que todos os dados devem ser utilizados, não é? ), ou seja: uma aplicação mecânica. No entanto, seria possível criarmos 39 outras associações: por que não associarmos pernas com pés e membros inferiores? Braços com mãos? Pés com correr? Não há apenas uma resposta correta. Um problema pode ser também uma atividade de lápis e papel como esta. Poderíamos, por exemplo, dependendo da faixa etária, pedir que os estudantes desenvolvessem uma cruzadinha, onde criassem enunciados para todas estas palavras e expressões: pés, mãos, membros superiores, membros inferiores etc. A ideia é que eles pensassem sobre as funções e definições, apresentando seus conhecimentos prévios, a partir de uma discussão em grupo de maneira mais aberta. Outra ideia seria a de pedir que eles relacionassem em uma rede de conceitos, quais palavras e conceitos estariam relacionados aos membros superiores e inferiores, antes, por exemplo, de iniciar uma sequência ou atividade sobre tais membros, como forma de conhecer o que os alunos já sabem sobre isto. É possível, portanto, quando bem pensados, estabelecer problemas, sejam eles de lápis e papel, ou experimentais (como o problema do copinho), ou de demonstração experimental investigativa (a partir de questões propostas para toda a sala e seguida de um experimento realizado pelo professor); sendo problemas que aumentem o grau de liberdade em relação a sua resolução, fazendo com que os estudantes possam refletir, estabelecer relações, levantar hipóteses, testar estas hipóteses, usar a criatividade, ou seja, serem inseridos em um processo de alfabetização científica. ATIVIDADES Planejando atividades de Ciências! Agora você vai trabalhar em grupos de 3 pessoas, com a finalidade de desenvolver uma atividade investigativa. Para isso, vamos sugerir os seguintes temas: Investigar os modos de manifestação e de prevenção de doenças comuns na comunidade onde você vive, que afetam o ser humano, por exemplo: dengue, leptospirose, doenças geradas pela exposição ao sol. Também observar as medidas de prevenções pessoais e pública para a preservação da saúde coletiva e individual. Pesquisar possíveis desequilíbrios ambientais na sua região (um rio com alto nível de poluição, presença de queimadas ou desmatamento, processo de extinção de algum animal); pensando em medidas que já estão sendo ou podem ser tomadas para a resolução destas questões (tratamento de esgoto, coleta seletiva); e elencar possíveis ações que poderiam ser desencadeadas para resolver o problema. Vocês deverão considerar os seguintes aspectos ao elaborar a atividade investigativa: . Qual será o problema inicial para que seja realizada a investigação? . Quais os objetivos e os conteúdos desta atividade? 40 . Qual a duração para a realização da mesma? . Quais os materiais e recursos que serão utilizados? . Como se dará o desenvolvimento da atividade? Os conteúdos de Ciências Introdução Quais são, afinal, os objetivos e temas de Ciências Naturais para o Ensino Fundamental? Vamos analisar neste momento alguns dos objetivos que são propostos pelos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL , 1997), para a disciplina de Ciências, neste nível de ensino. O principal objetivo desta Unidade é conhecer os conteúdos a serem trabalhados no ensino fundamental, bem como, exemplos de aplicação prática. OBJETIVOS GERAIS DO ENSINO DE CIÊNCIAS O texto a seguir foi extraído do mesmo e engloba os ideais de Alfabetização Científica que discutimos anteriormente. Os objetivos de Ciências Naturais no ensino fundamental são concebidos para que o aluno desenvolva competências que lhe permitam compreender o mundo e atuar como indivíduo e como cidadão, utilizando conhecimentos de natureza científica e tecnológica. Esses objetivos de área são coerentes com os objetivos gerais estabelecidos na Introdução aos Parâmetros Curriculares Nacionais e também com aqueles distribuídos nos Temas Transversais. O ensino de Ciências Naturais deverá então se organizar de forma que, ao final do ensino fundamental, os alunos tenham as seguintes capacidades: 41 • compreender
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