Metodologia para o Ensino de Ciências

Transcrição

LICENCIATURAS EM FÍSICA, QUÍMICA E CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Prof. Nelson Luiz Reyes Marques
Concepções positivistas da Ciência
O que é ciência afinal?
O que é educação em ciências?
 A melhor maneira de esclarecer o que é educação em
ciências seja distingui-la do treinamento científico, da
preparação do futuro cientista.
 Esse treinamento está voltado principalmente para o
“fazer ciência”, para as teorias científicas e os
equipamentos de laboratório, para os procedimentos
científicos teóricos e experimentais.
 A educação em ciências, por sua vez, tem por objetivo
fazer com que o aluno venha a compartilhar significados
no contexto das ciências, ou seja, interpretar o mundo
desde o ponto de vista das ciências, manejar alguns
conceitos, leis e teorias científicas, abordar problemas
raciocinando cientificamente, identificar aspectos
históricos, epistemológicos, sociais e culturais das
ciências.
 Idealmente, a formação de um futuro cientista deve
incluir a educação em ciências, porém a recíproca não é
verdadeira: a educação em ciências não implica “por o
aluno no laboratório”, nem “transformá-lo em um
especialista em resolução de problemas”, tampouco “vêlo como um futuro pesquisador”.
Indutivismo: Ciência como conhecimento derivado dos
dados da experiência
Senso comum da ciência
 Conhecimento científico é conhecimento provado.
 Teorias são derivadas rigorosamente dos dados
experimentais, obtidas através de informações sensoriais.
 Ciência é objetiva, e, portanto, confiável.
 Muitas áreas se ancoram na ciência e usam seu “prestígio”
para gerar “veracidade”.
O Empirismo – Indutivismo
 O empirismo afirma que todas as pessoas nascem sem saber
absolutamente nada e que aprendem pela experiência, pela
tentativa e erro (John Locke).
 Locke acreditava que todo o conhecimento de uma pessoa era
obtido ao passar da vida, do tempo, através das experiências e
hábitos da pessoa.
 As teorias científicas são derivadas da obtenção dos dados - da
experiência - adquiridos pela observação e pelos
experimentos.
 A ciência é baseada no que podemos ver, ouvir, tocar, …
 Chama-se indutivo o tipo de raciocínio que nos leva das
partes ao todo, ou seja, de enunciados singulares a
enunciados universais, ou ainda, de casos particulares a
generalizações.
Observações imparciais
Observações dependem da
expectativas, etc. do observador
experiência,
formação
cultural,
Dependência da teoria
 Proposições de observação pressupõem teorias, e podem ser
falsas.
 Quanto mais rigoroso for o teste de uma proposição, mais
teoria é necessária.
 Segundo a postura indutivista, a ciência se baseia no princípio
da indução.
 Se em uma ampla variedade de condições observa-se uma
grande quantidade de As e se todos os As observados
apresentarem, sem exceção, uma propriedade B, então todos
os As têm a propriedade B.
Observação dos
fenômenos
Princípios Gerais
Descoberta das relações
entre eles
Generalização
É o método mais utilizado pelos cientistas sociais, indicando tendência e
generalizações probabilísticas.
PARTICULAR
GERAL
Vi outro cisne branco
Vi vários cisnes brancos
=
TODOS OS CISNES
SÃO BRANCOS
Indutivismo ingênuo:
 Segundo o empirismo-indutivismo o conjunto do
conhecimento científico se constrói a partir da base
segura que proporciona a observação. A ciência começa
com a observação.
 As observações são enunciados singulares confiáveis que
constituem a base empírica segura da qual se derivam
enunciados universais, isto é, as leis e teorias que
constituem o conhecimento científico.
 Como é possível transformar afirmações singulares em
universais?
 É possível generalizar, desde que se estabeleçam e
obedeçam alguns critérios.
1. o número de proposições de observação que forma a
base de uma generalização deve ser grande;
2. as observações devem ser repetidas sob uma ampla
variedade de condições;
3. nenhuma proposição de observação deve conflitar com a
lei universal derivada.
 De acordo com os indutivistas não devemos tirar conclusões
apressadas.
 Em resumo, a ciência é baseada no princípio de indução
Raciocínio lógico e dedutivo
Conclusões e derivações a partir das generalizações,
Todos os livros de Física são bons;
Este é um livro de Física;
Este livro é bom.
Exemplo ambíguo:
Muitos livros de Física são bons;
Este é um livro de Física;
Este livro é bom.
Previsão e explicação no relato indutivista
Possíveis conclusões observando experimentos e usando
argumentos visuais.
A atração do indutivismo ingênuo
As
conclusões
dependem
de
observação
sem
comprometimento, ou seja, o expectador deve se manter
externo ao fato.
O problema da indução
O princípio de indução pode ser justificado?
Apelando para a lógica e pela experiência;
De acordo com o indutivista ingênuo,
observação -> indução -> conhecimento.
Variedade de observação, quantas? depende do contexto…
O problema da indução
O recuo para a probabilidade.
“Conhecimento científico não é comprovado, mas representa
conhecimento que é provavelmente verdadeiro”.
Respostas possíveis ao problema da indução
“Crenças em leis e teorias nada mais são que hábitos
psicológicos que adquirimos como resultado de repetições das
observações relevantes.”
Cuidado: outrora conceitos julgados corretos pelo vício da
observação foram modificados.
A indução em apuros
Ver mil cisnes brancos não
nos permite dizer que:
“Todos os cisnes são
brancos”
David Hume (XVIII)
“A única fonte de
conhecimento é
a experiência
(sensorial)”
 Hume argumentou contra a existência de ideias inatas,
concluindo que os seres humanos têm conhecimento apenas
das coisas que experimentam diretamente.
 Precursor do movimento positivista (empirismo lógico)
lógico, uma forma de empirismo anti-metafísica.
 O positivismo lógico restringiu o conhecimento à ciência e
utilizou o verificacionismo para rejeitar a Metafísica não
como falsa, mas como destituída de significado.
 Empirismo, cujo princípio básico é evitar toda hipótese não
comprovável experimentalmente.
 É a experiência que fornece os componentes necessários à
elaboração do pensamento e das percepções do espírito.
 Hume divide as percepções em duas classes: as menos fortes e
menos vivas, a que ele deu o nome de “pensamentos ou ideias”
e as mais vivas, por ele definidas como “impressões”.
 A diferença entre elas está em que as mais fortes representam
diretamente as sensações, enquanto as menos fortes são nossa
reflexão sobre as percepções.
 Temos uma percepção mais forte ao observarmos um
objeto do que quando nos recordamos dele.
A dependência que a observação tem da teoria
Uma explicação popular de observação
 Visão, é a ferramenta mais usual;
 Pontos fortes para a escolha da visão:
Imagem “rápida”;
“Todos veem a mesma coisa”;
Experiências visuais não determinadas pelas imagens
sobre a retina
 Enganos – Ilusões de ótica;
 Ver depende do passado e do contexto do observador;
 Cada um visualiza o esperado.
As proposições de observação pressupõem teoria
 Teoria e observação convergem ?
Observação e experimento orientam-se pela teoria
Teorias falíveis e incompletas que constituem o conhecimento
científico podem dar orientação falsa a um observador. Este
problema deve ser enfrentado pelo aperfeiçoamento e maior
alcance das teorias e não por observações sem objetivo.
Ex.: Hertz tentou produzir as ondas de rádio porque havia uma
teoria que previa a sua existência.
Indutivisino não conclusivamente refutado
Teoria > < observação
Ex.: A experiência de Oersted ou o brilho observado por
Roentgen não são a teoria.
São observações isentas que “motivaram” a formulação de
uma teoria?
Foi um insight? Foi realmente acidental ou foi intencional?
Não havia nenhum pressuposto teórico habitando a mente
destes gênios da ciência?
Método científico
Sequência rígida de procedimentos que levam a produção do
conhecimento.
Segundo Bacon: a ciência deve sim se basear na experimentação
e na indução e apenas daí pode brotar o verdadeiro
conhecimento;







Observação (cuidadosa, repetida, crítica);
Formulação de hipóteses (a serem testadas);
Experimentação (para testar hipóteses);
Medição (coleta de dados);
Estabelecimento de relações (tabelas, gráficos);
Conclusões (resultados científicos);
Estabelecimento de leis e teorias científicas (enunciados
universais para explicar os fenômenos).
Indutivismo e método científico
Observação e experimentação são a chave para a produção do
conhecimento;
1. onde estão os experimentos que levaram a formulação da
teoria da Relatividade Restrita?
2. se a observação ocorrer pelo acaso, ou acidentalmente, a
formulação de hipóteses terá como pano de fundo alguma
teoria pré-existente ou estará impregnada pelo contexto
sociocultural vigente;
Considerações finais
 Método
 “Sequência lógica de procedimentos que se deve seguir
para a consecução de um objetivo.”
 Método Científico
 “Conjunto de procedimentos aceitos e validados por
determinada comunidade científica que irá assegurar a
qualidade e a fidedignidade do conhecimento gerado”
 “Conjunto de procedimentos intelectuais e técnicos
adotados para se atingir o conhecimento.”
 “Para que um conhecimento possa ser considerado
científico, torna-se necessário um conjunto de operações
mentais e técnicas que possibilitam a verificação do
processo de obtenção.”
 É atraente atribuir este papel mágico para a ciência,
reforçando que ciência é algo místico (deixar a mente livre,
observar e descobrir);
 Reforça a ideia de que fazer ciência não é pra qualquer um,
apenas para os gênios que, trancados em seus laboratórios,
conseguem libertar a mente e fazer suas mais brilhantes
experiências;
 Como não há um critério de demarcação definitivo é
imposto que será científico aquilo que a comunidade
científica apreciar e reconhecer como sendo científico.
 Não há consenso sobre o que é Ciência, tampouco sobre
qual a linha que separa Ciência e pseudo-ciência. A
ciência, diferente do que muitos filósofos acreditaram, não
começa com observações livres de pressupostos teóricos, a
partir das quais leis universais são derivadas por indução.
As teorias científicas são construções humanas,
impregnadas de convicções dos cientistas e seu caráter não
é definitivo, muito pelo contrário.
 Não há um método científico único que norteie a atividade
científica.
Análise do artigo: Concepções epistemológicas
veiculadas pelos parâmetros curriculares
nacionais na área de ciências naturais de 5º a 8º
série do ensino fundamental.
Autores: Patricia Visintainer Pino, Fernanda Ostermann e
Marco Antonio Moreira.
http://revistas.if.usp.br/rbpec/article/view/91/83
Análise dos PCN
 A concepção de currículo apresentada pelos PCN propõe
uma organização curricular onde o conhecimento é
desenvolvido por áreas interligadas através de temas
transversais.
 A escolha do termo “área” tem, como objetivo principal,
introduzir a ideia da integração do conhecimento das
diferentes disciplinas. A proposta da organização
curricular por área é o caminho sugerido pelos PCN para
a realização de trabalhos interdisciplinares.
Análise dos PCN
 Dentro desta proposta de trabalho interdisciplinar, os
conteúdos para cada área de conhecimentos são
organizados a partir de eixos temáticos, que nada mais
são do que um desdobramento dos temas transversais.
 Os eixos temáticos foram escolhidos de acordo com a
especificidade de cada área, sendo sua escolha orientada,
principalmente, na análise dos currículos de cada estado,
no aprofundamento das discussões de cada área e nos
temas transversais.
Análise dos PCN
 Os eixos temáticos a serem desenvolvidos na área de
Ciências Naturais foram selecionados também de acordo
com a sua importância social, seu significado para o
aluno e sua relevância científico tecnológica.
 Dentro deste quadro de critérios, foram propostos para
essa área os seguintes eixos temáticos: Ambiente, Ser
Humano, Recursos Tecnológicos, Terra e Universo.
 Os três primeiros eixos são desenvolvidos em todos os
quatro ciclos; o eixo Terra e Universo é desenvolvido
somente nos dois últimos ciclos
Análise dos PCN
 Os PCN parecem rejeitar a ideia da aquisição do saber
como uma construção isolada do aluno, defendendo que
essa aquisição deve acontecer a partir de uma
(re)elaboração crítica da realidade, social, política,
histórica e tecnológica que cerca a escola. No entanto, é
ambígua a posição dos PCN em relação à concepção de
ciência como construção coletiva:
Análise dos PCN
 “São traços gerais das Ciências buscar compreender a
natureza, gerar representações do mundo - como se
entende o universo, o espaço, o tempo, a matéria, o ser
humano, a vida -, descobrir e explicar novos fenômenos
naturais, organizar e sintetizar o conhecimento em
teorias, trabalhadas e debatidas pela comunidade
científica, que também se ocupa da difusão social do
conhecimento.” (PCN; Ciências Naturais, p.26)
Análise dos PCN
 Ao afirmar que descobrir novos fenômenos naturais é
um dos meios para a produção do conhecimento, os PCN
podem induzir os professores à ideia de que a ciência
segue uma sequência lógica e rígida de passos que
começa com a observação e culmina com a “descoberta”
de princípios físicos, ou neles reforçam essa ideia.
 A visão positivista – criticada pelos epistemólogos - tem,
como alicerce, a observação e a experimentação.
Análise dos PCN
 De acordo com os empiristas-indutivistas, as leis físicas
são obtidas a partir de enunciados observacionais
singulares que descrevem algo observado e
experimentado.
 Os PCN perdem a oportunidade de formular uma crítica
fundamentada a essa visão. Ao contrário, o documento
utiliza argumentos que acabam conduzindo os professores
a uma interpretação errônea sobre a natureza da ciência.
Análise dos PCN
 Dizer que descobrir fenômenos é traço geral para
compreensão da natureza da ciência contribui para que
um leitor desavisado mantenha a concepção empiristaindutivista de ciência amplamente difundida nos livros
didáticos e nas aulas de Ciências.
 Há uma visão dominante que considera a ciência como
um saber objetivamente estabelecido e adquirido através
do acúmulo de informação.
Análise dos PCN
 Descrever traços gerais das Ciências através de palavras
como: descobrir, organizar e sistematizar não poderia
levar os professores a uma interpretação positivista de
desenvolvimento científico?
 É evidente a falta de comprometimento, por parte dos
PCN, em posicionar-se teoricamente em relação às
possíveis concepções referentes à natureza da ciência.
Inúmeras vezes, durante a exposição de ideias, o
documento teve a oportunidade de colocar-se contrário à
visão empirista-indutivista de ciência, mas, infelizmente,
não o fez.
Análise dos PCN
 O documento critica a maneira como a Ciência é tratada
pelos livros, de forma fragmentada e restrita.
“A compreensão do que é Ciência por meio desta perspectiva
enciclopédica livresca e fragmentada não reflete sua natureza
dinâmica, articulada, histórica e não neutra, conforme é
colocada atualmente.” (PCN; Ciências Naturais, p. 27)
Análise dos PCN
 Pode-se observar que o documento apresenta a aquisição do
conhecimento como resultado de uma interação de saberes
- dinâmica, articulada, histórica e não neutra, conforme
colocada atualmente - no entanto, fica a pergunta: Em que
referenciais epistemológicos estão baseados os PCN?
 Seria este o momento ideal para os PCN defenderem uma
posição crítica à visão de ciência contida nos livros e
difundida no ensino de Ciência, porém, não é isso que
fazem. Ao contrário, os PCN caem, novamente, na
ambiguidade ao apresentarem a concepção de método
científico aos professores.
Análise dos PCN
“As diferentes Ciências utilizam-se de diferentes métodos de
investigação, sendo impreciso definir as etapas de um método
científico único e igualmente significativo para todas as
Ciências e suas diferentes abordagens. Muitas metodologias
vão sendo criadas, às vezes confundem-se com as próprias
pesquisas.”(PCN; Ciências Naturais, p. 24)
 Pesquisas atuais na área de ensino de Ciências mostram que
ainda é predominante entre os professores a ideia de que
existe o método científico. Sabe-se que muitas são as
concepções errôneas atribuídas acerca do processo de
produção de conhecimento.
Análise dos PCN
 Professores desavisados, ao lerem o trecho anterior dos
PCN, podem ser levados a pensar que é preciso então
“descobrir” o método científico próprio para cada área de
conhecimento.
 Não parece adequado que os PCN ainda sugiram que exista
um método científico, ainda que diferentes em cada ciência,
que necessariamente conduza à “descoberta” de fenômenos
naturais.
 Mais uma vez os PCN se colocam em direção oposta às
concepções epistemológicas contemporâneas sobre como se
faz ciência.
Análise dos PCN
 Ao perder a oportunidade de elaborar uma crítica à visão de
método científico os PCN acabam levando o professor a
continuar com a visão com a qual ele está mais adaptado e
como lhe foi ensinado.
 Transmitir aos professores a visão de que cada ciência
possui um método científico próprio – com uma sequência
lógica e rígida de passos a serem seguidos – só reforça as
concepções equivocadas sobre a natureza da ciência,
predominante no ensino de Ciências.
Análise dos PCN
 É clara a preocupação dos PCN em mostrar como devemos
fazer Ciência na escola:
“... é importante que, durante a escolaridade fundamental, o
estudante possa refletir sobre a natureza do conhecimento e do
fazer científico e tecnológico ...” (PCNs; Ciências Naturais, p.
88)
 Como é possível esperar dos alunos um novo entendimento
sobre a natureza da ciência sem que sejam disponibilizados
subsídios teóricos suficientes aos professores?
Análise dos PCN
 Ao isentarem-se em relação a uma posição epistemológica,
os PCN acabam não propiciando ao professor condições para
que esse tenha acesso a novos referenciais teóricos. Como os
professores poderiam, então, buscar uma mudança
epistemológica se nem ao menos sabem quais são as
possíveis linhas epistemológicas?
Análise dos PCN
 A citação a seguir é mais um bom exemplo do quanto é
contraditório o discurso apresentado pelos PCN:
“Ao descobrir e explicar fenômenos naturais organizam-se e
sintetizam-se conhecimentos em teorias continuamente
debatidas, modificadas e validadas pelas comunidades
científicas... Teorias apresentam-se como conjuntos de
afirmações, hipóteses, e metodologias fortemente articuladas”.
(PCN; Ciências Naturais, p. 24)
Análise dos PCN
 O documento, mais uma vez, parece induzir os
professores a uma visão empirista-indutivista de ciência,
ao utilizar, de forma infeliz, o verbo “descobri”.
 É importante ressaltar que a aprendizagem por meio da
descoberta, ainda hoje, é muito difundida no ensino de
Ciências como um método “construtivista”.
Análise dos PCN
 Cabe aqui questionar, então, se colocações como estas,
deixam claro aos professores o entendimento da ciência
como construção humana.
 A total falta de clareza em relação às linhas
epistemológicas veiculadas pelos PCN só intensifica a já
hegemônica visão de método científico no ensino de
Ciências.
Análise dos PCN
 Em contrapartida, na seguinte citação fica clara a
preocupação em difundir a visão de construção do
conhecimento:
“... é necessário favorecer o desenvolvimento de posturas
reflexiva e investigativa, de não-aceitação, a priori, de ideias e
informações, assim como a percepção dos limites das
explicações inclusive dos modelos científicos, colaborando para
a construção da autonomia de pensamento e de ação.” (PCN;
Ciências Naturais, p. 23)
Análise dos PCN
 O documento deixa explícito que o currículo deve ser tratado
como um instrumento de compreensão do mundo.
 É evidente seu maior cuidado ao destacar como concepção
de ensino-aprendizagem o construtivismo.
 Nesse sentido, os PCN citam teóricos como Piaget,
Vygotsky, Ausubel.
 Já não se pode dizer o mesmo a respeito do destaque dado as
visões epistemológicas sobre a natureza da ciência. Nesse
aspecto não há essa clareza.
Análise dos PCN
 Os Parâmetros levantam indiretamente a questão da
necessidade de um referencial epistemológico para o ensino
de Ciências, para que realmente o conhecimento seja
construído:
“É importante que o professor tenha consciência ... para que
possa superar suas próprias pré-concepções e retrabalhar
algumas das noções que os alunos trazem ... O aprendizado
científico nesse sentido, é um aprendizado integrado aos
conhecimentos culturais.”(PCN; Ciências Naturais, p. 46)
Análise dos PCN
 Cabe aqui levantarmos as seguintes questões:
 a quais preconcepções o documento estaria se referindo?
Essas preconcepções referem-se à visão empirista de
ciência que a maioria dos professores apresentam? Ou
seriam
preconcepções
relacionadas
ao
ensino
aprendizagem?
 Os PCN afirmam que as preconcepções sobre a natureza da
ciência apresentada pelos professores são equivocadas (PCN;
Introdução, p. 35).
Análise dos PCN
 O que não é possível afirmar é se os PCN estão a favor ou
contra a concepção empirista de ciência.
 Nesse sentido, não é possível esperar que o professor mude
suas preconcepções sobre a natureza da ciência sem que lhe
seja esclarecido qual é a visão de ciência combatida pelos
PCN.
 Ao não se posicionarem em relação a uma postura
epistemológica, os PCN acabam, mais uma vez, contribuindo
para que concepções epistemologicamente errôneas
continuem prevalecendo no ensino de Ciências.
Análise dos PCN
 Em contrapartida ao enfoque
referenciais teóricos de ensino
momento algum os Parâmetros
professores fontes e recursos para
teórico sobre epistemologia.
declarado para os
aprendizagem, em
disponibilizam aos
um aprofundamento
 Não fica claro o posicionamento dos Parâmetros em
relação a referenciais teóricos para epistemologia da
ciência.
Análise dos PCN
 Os PCN apresentam aos professores uma visão ingênua
sobre ciências, o que acaba por reforçar uma ênfase na visão
empirista-indutivista, predominante no ensino de Ciências.
 A posição ambígua do documento em relação à noção de
conhecimento e de ciência preocupa pelo simples fato de que
a visão positivista ainda prevalece nas áreas científicas.
 Caberia a um documento oficial rejeitá-la explicitamente.
Análise dos PCN
 Pode-se concluir que a forma acrítica, ou ingênua como a
ciência é apresentada pelos PCN leva os professores a
reforçarem a ideia de que a maneira certa de se fazer ciência
segue um programa empirista-indutivista.
 A falta de posicionamento dos PCN em relação às
concepções epistemológicas de ciência induz os professores
a compreenderem que só se faz ciência a partir da descoberta
dos fenômenos, seguindo a velha tradição aristotélica de
buscar uma ordem fixa na natureza e alguns critérios
universais de racionalidade.
Análise dos PCN
 Provavelmente, assumir apenas uma postura epistemológica
não seja tão rico para o trabalho do professor, mas combater
a visão empirista-indutivista - ponto de consenso entre os
epistemólogos contemporâneos - é sim tarefa de uma
reforma curricular como proposta pelos PCN.

Metodologia para o Ensino de Ciências

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