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ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
http://periodicos.utfpr.edu.br/actio
Objetivos de utilização da experimentação
presentes em produções acadêmico-
científicas publicadas nos anais de um
evento da área de ensino de ciências
RESUMO
Fulano de Tal
Letícia do Prado
leticiadpd@gmail.com
orcid.org/0000-0001-6116-0858
Universidade Estadual Paulista (UNESP),
Bauru, São Paulo, Brasil
Fernanda Sauzem Wesendonk
fesauzem@hotmail.com
orcid.org/0000-0001-8724-7775
Universidade Estadual Paulista (UNESP),
Bauru, São Paulo,
Brasilfulano@gmail.com
orcid.org/0000-0001-8327-9147
Instituição (SIGLA), Cidade, Estado, País
Beltrano de Tal
beltrano@gmail.com
orcid.org/0000-0001-8327-9147
Instituição (SIGLA), Cidade, Estado, País
Neste artigo apresentamos uma caracterização da produção acadêmico-científica recente
vinculada ao Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências (ENPEC) sobre
experimentação, em termos dos objetivos associados pelos autores das produções à
utilização desse recurso didático. Centramos nossa análise nas cinco últimas edições desse
evento (2009, 2011, 2013, 2015 e 2017), nas quais foram identificados 113 trabalhos
publicados sobre essa temática. Como decorrência da leitura e da interpretação das
informações coletadas nessas produções, elaboramos 06 categorias de análise a posteriori.
Por fim, foi possível afirmar que um número significativo de trabalhos se relaciona com
diferentes categorias estabelecidas, o que evidencia uma diversidade de objetivos
associados à utilização da experimentação. Por outro lado, destaca-se o fato da maior parte
dos trabalhos analisados apresentar argumentos que defendem o uso da experimentação
por entender que esse recurso didático tem potencial de motivar e/ou efetivar a
aprendizagem dos alunos sobre determinado elemento do campo conceitual em estudo.
PALAVRAS-CHAVE: Experimentação. Produções acadêmico-científicas. Ensino de Ciências.
Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências (ENPEC).
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
INTRODUÇÃO
A confiança de que as atividades práticas e, em especial, as experimentações
assumem um papel importante no Ensino de Ciências mantém-se desde o final do
século XIX, período no qual as atividades práticas começaram a fazer parte dos
currículos das disciplinas científicas na Inglaterra e nos Estados Unidos.
Desde então, o campo de pesquisa em Ensino de Ciências vem produzindo e
disseminando muitos trabalhos sobre esse tema. Posições favoráveis à inserção da
experimentação no contexto escolar vêm sendo defendidas, ao mesmo tempo em
que se evidencia uma pluralidade de objetivos associados à utilização desse
recurso didático no contexto escolar. Não há um consenso entre os pesquisadores
da área de Ensino de Ciências sobre os reais objetivos de utilização da
experimentação e o papel que ela assume no processo de ensino/aprendizagem
em relação a outros recursos didáticos.
Essas constatações tornam-se evidentes nos resultados obtidos neste estudo,
cujo objetivo é apresentar uma caracterização da produção acadêmico-científica
recente da área de pesquisa em Educação em Ciências sobre experimentação, em
termos dos objetivos associados pelos autores dessas produções à utilização desse
recurso didático.
Focamos, neste estudo, as produções vinculadas ao Encontro Nacional de
Pesquisa em Educação em Ciências (ENPEC), evento brasileiro promovido pela
Associação Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências (ABRAPEC), com
tradição e regularidade já constituída e reconhecida pelos pesquisadores da área
de Pesquisa em Educação em Ciências. Cabe destacar, neste momento, que a
investigação relatada nesse artigo corresponde a uma expansão do trabalho de
Prado e Wesendonk (2017), o qual foi apresentado e publicado nos anais do XI
ENPEC.
A EXPERIMENTAÇÃO COMO RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO DE CIÊNCIAS
Podemos afirmar, de imediato, que a experimentação, como qualquer outro
recurso didático, possui limitações e potencialidades, podendo auxiliar no
processo de ensino/aprendizagem de conteúdos de Ciências, atuando como
alicerce para a aprendizagem de elementos do campo conceitual de uma
determinada disciplina científica, ou como ponto de partida para discussões mais
abrangentes sobre a natureza da Ciência, por exemplo.
Nessa perspectiva, Andrade e Vianna (2017) consideram que as atividades
experimentais podem auxiliar no processo de ensino/aprendizagem, desde que
sejam feitas de forma interativa. Essa interação deve ocorrer de duas formas, a
saber: na relação professor e aluno, de forma que o professor reforce a capacidade
crítica do educando, sua curiosidade e sua insubmissão; e na relação interativa
entre a associação dos conhecimentos cotidianos e científicos por parte do
estudante. Assim, defende-se que as aulas experimentais seriam “um alicerce, que
aliadas a práticas avaliativas mediadoras e reguladoras auxiliam,
significativamente, no processo de aprendizagem dos estudantes” (ANDRADE;
VIANNA, 2017, p. 508).
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Matthews (1995) argumenta que as atividades experimentais podem ser
também um meio de encorajar a aprendizagem, a partir das discussões
epistemológicas e pedagógicas de seu contexto de surgimento. Amaral (1997)
afirma que as atividades experimentais envolvem diferentes formas de
conhecimento científico, métodos, modalidades e concepções de ciência, as quais
estão diretamente ligadas ao posicionamento do professor perante os
conhecimentos prévios dos alunos. Nessa mesma vertente, há autores que
sustentam a afirmativa de que as atividades experimentais possibilitam discussões
sobre a natureza da ciência, desmistificando a ideia de neutralidade política,
econômica, cultural e social do desenvolvimento da ciência, bem como de
lampejos de genialidade e individualidade do trabalho científico (GIL PEREZ, 2010;
LOGUERCIO; DEL PINO, 2006).
Os trabalhos de Toledo e Ferreira (2016) e Oliveira (2010) apresentam
diferentes objetivos associados à utilização da experimentação no ensino. Em
suma, essas produções apontam que atividades experimentais no ensino de
Ciências contribuem para motivar e despertar o interesse dos alunos; ilustrar aulas
teóricas; desenvolver a capacidade de trabalhar em grupo e a iniciativa pessoal;
estimular a criatividade e a pesquisa; aprimorar habilidades manipulativas do
trabalho em laboratório; aprimorar a capacidade de observação, registro e
interpretação de dados; aprender conceitos científicos e atitudes científicas;
detectar e corrigir erros conceituais; ensinar teorias não incluídas na aula e
introduzir o método científico e o raciocínio lógico, os quais são considerados
pontos-chave para a aprendizagem dos conceitos científicos.
Em complementação ao exposto pelos autores anteriormente citados,
Espinoza (2010) afirma que a experimentação é parte integrante do processo de
produção, construção e evolução de conhecimentos no âmbito da área de Ciências
Naturais. Para a autora, a experimentação é um recurso que
Constitui um artifício didático que não é proposto com o intuito de motivar,
imitar ou mostrar como se produz conhecimento científico, mas que
representa, na verdade, uma estratégia, para favorecer o aprendizado,
estratégia essa que fica principalmente a cargo do aluno (ESPINOZA, 2010, p.
83).
Apesar das inúmeras potencialidades citadas, a utilização da experimentação
em aulas de disciplinas científicas, por si só, não garante bons resultados de
aprendizagem e tampouco resolve todos os problemas do ensino de Ciências.
Toledo e Ferreira (2016, p. 111) se posicionam sobre esse assunto, afirmando que
Apenas a presença de experimentos não significa qualidade de ensino assim
como a disponibilidade de equipamentos, laboratórios e reagentes. Uma aula
teórica pode ser qualitativamente superior a uma aula experimental. O que
confere qualidade a uma aula seja ela experimental ou teórica, é o
envolvimento com a busca de soluções para questões propostas.
Em conformidade com esses autores, defendemos que apenas propor
experimentos não basta: a maneira como são apresentados, as questões
propostas, as discussões e reflexões geradas determinarão se realmente o
experimento se constituirá em um recurso que contribua efetivamente para os
processos de ensino/aprendizagem. Faz-se necessário, portanto, refletir se as
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possibilidades oferecidas pelo experimento não são mais bem proporcionadas por
outros recursos didáticos.
Os objetivos e abordagens do uso da experimentação estão diretamente
ligados às dimensões conceitual, epistemológica e metodológica das áreas
científicas. A dimensão conceitual centra-se em auxiliar os alunos a aprender
elementos de ciências ou de uma área científica específica, já a dimensão
epistemológica tem por objetivo auxiliar os alunos a aprender elementos sobre
como a ciência se constrói e se desenvolve, ao passo que a dimensão metodológica
auxilia os alunos a aprender sobre como fazer ciências dentro das respectivas áreas
científicas específicas (HODSON, 1994).
Wesendonk e Prado (2015) consideram as três dimensões igualmente
importantes e necessárias. As autoras sugerem que os professores, em sua prática,
devem planejar e conduzir experimentos que permitam atingir objetivos
associados a cada um desses aspectos, de forma conjunta ou individual. Pensar em
atividades que englobem as dimensões citadas amplia o potencial deste recurso
didático, abrindo um enorme leque de possibilidades de trabalho com
experimentos.
Sobre essa perspectiva, Pereira e Moreira (2017) fazem uma crítica ao uso das
três dimensões nas aulas de ciências, pois, no contexto escolar de
desenvolvimento de experimentos, não se espera que o aluno desempenhe o
papel de cientista, uma vez que ele não possui o arcabouço necessário para
desenvolver um experimento como tal. Dito isso, a “atividade prática-
experimental” (termo cunhado pelos autores) não necessitariam abranger a
dimensão metodológica proposta por Hodson (1994).
Independentemente do julgamento sobre as dimensões da experimentação,
há na literatura da área a discussão de diferentes modalidades de trabalho com
experimentos em salas de aula, cujos objetivos e abordagens caracterizam o
trabalho do professor, do aluno e a forma como os conhecimentos serão tratados
a partir do desenvolvimento de tal atividade.
MODALIDADES DE EXPERIMENTAÇÃO PARA O ENSINO DE CIÊNCIAS
Vamos iniciar nossa exposição pelas atividades experimentais cujo nível de
cognição exigido dos estudantes é menor: atividades demonstrativas, ilustrativas
e de verificação. Elas são justificadas em casos que o professor deseja economizar
tempo ou dispõe de poucos recursos materiais, servindo também para garantir
que todos os alunos possam ver o mesmo fenômeno simultaneamente. Aliada a
aulas expositivas, essa modalidade é também indicada para estudantes que
estejam tomando os primeiros contatos com a experimentação (BASSOLI, 2014;
OLIVEIRA, 2010).
Nas atividades experimentais demonstrativas, o professor (agente principal do
processo) monta, executa, explica e norteia as observações fenomenológicas mais
pertinentes do experimento, cabendo aos alunos assistir aos fenômenos
passivamente. Apesar de não poder intervir na atividade, é dada aos alunos a
possibilidade de maior contato com fenômenos já conhecidos, mesmo que eles
não tenham se dado conta deles. É possibilitado, também, o contato com coisas
novas, como equipamentos, instrumentos e fenômenos (BASSOLI, 2014).
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Essas atividades baseadas em experimentos de demonstração são realizadas
no início da aula, como forma de despertar o interesse do aluno para o tema
abordado, ou no término da aula, como forma de relembrar os conteúdos
apresentados (ARAÚJO; ABIB, 2003). Embora o aspecto motivacional seja um dos
mais citados pelos professores que empregam esse tipo de atividade, os
experimentos demonstrativos podem ser pedagogicamente válidos e significativos
para a aprendizagem, desde que o professor propicie oportunidades para que os
alunos possam refletir sobre os fenômenos observados e discutir criticamente os
conteúdos científicos que explicam tais fenômenos (OLIVEIRA, 2010).
Já as atividades de verificação são realizadas majoritariamente após uma aula
expositiva e são empregadas com a finalidade de se verificar ou confirmar alguma
lei ou teoria. Os resultados de tais experimentos são facilmente previsíveis e as
explicações para os fenômenos, geralmente, conhecidas pelos alunos. São
atividades desenvolvidas por meio da interpretação dos parâmetros que
determinam o comportamento dos fenômenos observados, articulando-os com os
conceitos científicos estudados anteriormente.
Essa modalidade de experimentação estimula os estudantes a efetuar
generalizações e a expressar relações entre teoria e prática, especialmente quando
os resultados dos experimentos são extrapolados para novas situações. Assim
como as atividades experimentais demonstrativas, as atividades experimentais de
verificação são indicadas para alunos com pouca familiaridade com experimentos,
ficando a critério do professor e de seu plano de trabalho escolher como as
atividades de verificação serão realizadas (individualmente, em duplas, ou em
pequenos grupos).
Oliveira (2010) destaca em sua pesquisa que essa modalidade de
experimentação é muito empregada. Os professores afirmam que ela serve para
motivar os alunos e, sobretudo, para tornar o ensino mais realista, visual, lógico e
palpável, fazendo com que a abordagem do conteúdo não se restrinja apenas aos
livros didáticos.
Em ambas as modalidades apresentadas, vimos, como característica em
evidência, a ilustração de fenômenos científicos. Com elas se possibilita maior
interatividade física com os fenômenos, assim como uma maior interatividade
social, por meio de discussões entre os alunos e entre alunos e professor, ficando
a critério do planejamento didático-pedagógico a abrangência dos temas de
Ciências e suas relações com situações cotidianas dos estudantes (BASSOLI, 2014).
Se imaginarmos uma pirâmide para representar as modalidades
experimentais, a base seria composta pelas modalidades, abordagens e objetivos
já citados. Como dissemos, essas modalidades estão centradas no professor e na
explanação dos conceitos científicos por meio de ilustrações experimentais. No
centro da pirâmide, estariam as atividades experimentais descritivas,
caracterizadas por Bassoli (2014) como atividades em que os alunos não somente
devem descrever os fenômenos observados, mas chegar às suas próprias
conclusões sobre eles. Há uma aproximação das atividades experimentais
investigativas, porém não são consideradas como tal, pois não implicam na
realização de testes de hipóteses.
Observa-se que nessas atividades exige-se uma cognição média dos alunos,
algum conhecimento sobre experimentos e um alto grau de motivação, uma vez
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que elas são realizadas não sendo, obrigatoriamente, dirigidas o tempo todo pelo
professor, favorecendo, com isso, o contato direto do aluno com os fenômenos
que precisa apurar, sejam ou não comuns no seu dia a dia (CAMPOS; NIGRO, 1999).
No alto de nossa pirâmide da experimentação, estariam as atividades
baseadas em experimentos de cunho investigativo. Para Oliveira (2010), elas
exigem que os alunos ocupem uma posição mais ativa no processo de construção
do conhecimento e que o professor passe a ser mediador ou facilitador desse
processo. Portanto, espera-se, além de um tempo maior para execução da
proposta, um alto grau de cognição, experiência em atividades experimentais e
motivação por parte dos estudantes.
A fonte propulsora das atividades experimentais investigativas é a
problematização. Esse tipo de abordagem solicita que o aluno participe ativamente
de todas as etapas da investigação, desde a interpretação do problema a uma
possível solução para ele. Os estudantes precisam analisar situações-problema,
coletar dados, elaborar e testar hipóteses, argumentar e discutir com os pares para
encontrar a solução do problema proposto, a partir da contínua reflexão e tomada
de decisões conscientes (SUART; MARCONDES, 2008).
No entanto, cabe salientarmos que há, muitas vezes, confusão entre alguns
professores, e até mesmo na própria literatura da área, com os termos “atividades
investigativas” e “atividades baseadas em experimentos”, pois muitos entendem
que obrigatoriamente uma atividade investigativa é experimental e aberta
(estudantes tem autonomia para escolher quais problemas resolver). Porém, essa
associação não se dá desta forma. Podem-se desenvolver atividades investigativas
a partir de problemas fechados e sem estarem baseadas, necessariamente, em
experimentos.
A utilização da investigação no ensino supõe considerar que o procedimento
de resolver problemas deixe de ser mais um recurso didático para o ensino de
Ciências e passe a ser a perspectiva mediante a qual as atividades didáticas serão
organizadas. Assim, todas as atividades, independentemente do recurso didático
de base, podem se caracterizar como atividades investigativas, ou em outras
palavras, organizadas na perspectiva de resolução de problemas, por exemplo,
atividades didáticas baseadas em analogias, em textos de divulgação científica, em
experimentações, em problemas de lápis e papel, entre outros recursos didáticos.
Para Munford e Lima (2007), ao se fazer o uso de atividades experimentais de
cunho investigativo, o professor abre espaço para uma nova discussão, fazendo
intencionalmente uma aproximação entre a “ciência dos cientistas”,
considerando-se o seu contexto cultural, e a “ciência escolar”, de modo a trazer
para a escola aspectos inerentes à prática dos cientistas, demarcando, entretanto,
as diferenças entre essas duas “ciências”.
Fazendo um breve comparativo entre as modalidades de atividades
experimentais discutidas anteriormente, podemos verificar que nas atividades
investigativas o papel do professor é
(...) essencialmente auxiliar os alunos na busca das explicações causais,
negociar estratégias para busca das soluções para o problema, questionar as
ideias dos alunos e incentivar a criatividade epistêmica em todas as etapas da
atividade (...) não há uma dependência direta dos conteúdos abordados
previamente em aula expositiva, como se observou nas modalidades
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anteriores. Ao contrário: os conteúdos podem ser discutidos no próprio
contexto da atividade, sempre em resposta aos questionamentos dos alunos
e sua busca por explicações para os fenômenos assim os alunos serão de fato
instigados a refletir, questionar, argumentar sobre os fenômenos e conteúdos
científicos (OLIVEIRA, 2010, p. 150-151).
Em suma, todas as modalidades de ensino de Ciências pela via da
experimentação estão permeadas pela motivação e pela necessária aproximação
de elementos do campo conceitual científico ao cotidiano dos alunos, de forma
que não há superioridade entre as modalidades quanto suas potencialidades de
contribuição para o ensino, cabendo ao professor, mediante seu planejamento,
decidir qual delas melhor se adapta às necessidades de sua turma e de sua aula.
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Utilizamos, neste estudo, fontes de informação do tipo documentos, a saber:
trabalhos publicados nos Anais do ENPEC, disponíveis no website da ABRAPEC.
Selecionamos para análise os Anais das últimas 05 edições desse evento, conforme
detalhamento abaixo:
VII ENPEC – realizado na cidade de Florianópolis/SC, entre 08 e 13 de
novembro de 2009, no qual foram publicados 723 trabalhos completos;
VIII ENPEC – realizado na cidade de Campinas/SP, entre 05 e 09 de
dezembro de 2011, no qual foram publicados 1235 trabalhos completos;
IX ENPEC – realizado na cidade de Águas de Lindóia/SP, entre 10 e 13 de
novembro de 2013, no qual foram publicados 1019 trabalhos completos;
X ENPEC – realizado na cidade de Águas de Lindóia/SP, entre 24 e 27 de
novembro de 2015, no qual foram publicados 1272 trabalhos completos;
XI ENPEC – realizado na cidade de Florianópolis/SC, entre 3 e 6 de julho de
2017, no qual foram publicados 1335 trabalhos completos.
Para a seleção das publicações a serem analisadas no âmbito deste estudo,
utilizamos a ferramenta “listar por palavras-chave”, disponível nos Anais. Nesse
processo de busca foram selecionados todos os trabalhos que continham o termo
“experimento” ou “experimentação”.
No total, selecionamos para análise 113 trabalhos. Depois dessa seleção,
elaboramos um roteiro para análise textual de documentos. Tal roteiro foi
organizado em um quadro descritivo analítico, que permitiu coletar os elementos
essenciais de cada produção. Para tanto, realizamos a leitura do texto completo de
todos os 113 trabalhos. Constam nesse quadro as seguintes informações:
referência do trabalho, palavras-chave, intenções de pesquisa (objetivo/questões
de pesquisa) e trechos dos trabalhos que indicam o posicionamento dos autores
sobre a utilização da experimentação.
Para tratar e analisar as informações, prevemos a utilização da categorização
temática ou codificação (GIBBS, 2009) a qual está baseada na perspectiva da
Teoria Fundamentada (CHARMAZ, 2009). O foco da Teoria Fundamentada está na
utilização de categorias construídas a partir das informações coletadas. Os critérios
e as categorias podem ser estabelecidos a priori (definidos antes da própria coleta
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de informações), a posteriori (elaborados em decorrência da leitura e da
interpretação das informações coletadas), ou ainda códigos in vivo (termos
particularmente chamativos ou representativos utilizados pelas próprias fontes de
informação).
Neste trabalho, foram estabelecidas categorias a posteriori, decorrentes da
leitura e da interpretação das informações coletadas. Essas categorias
contemplam além das dimensões características do conhecimento de uma
determinada área científica e dos tipos de abordagens de atividades experimentais
(as quais foram expostas na introdução desse trabalho), outros aspectos
apontados mediante a leitura dos trabalhos selecionados. A sistematização da
categorização realizada ocorreu a partir da construção de um quadro síntese, no
qual foram reunidas as classificações para cada categoria estabelecida.
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Na sequência, apresentamos uma tabela com a distribuição de trabalhos por
categoria, considerando cada edição do ENPEC e a totalidade de trabalhos
analisados. Neste estudo, foram elaboradas 06 categorias representativas dos 113
trabalhos avaliados.
Ressaltamos que as categorias não são excludentes, desse modo, o somatório
do número de ocorrência de trabalhos em cada categoria ultrapassa o número de
produções analisadas nessa investigação, uma vez que alguns trabalhos puderam
ser classificados em mais de uma categoria.
Tabela 1 – Distribuição de trabalhos por categoria, considerando cada edição do ENPEC e
a totalidade de trabalhos analisados
Categoria
Frequência
N
Discriminação
Edição ENPEC
Total
VII
VIII
IX
X
XI
N
%
1
Demonstrar/Verificar/
Ilustrar/Relacionar a teoria com
a prática /Comprovar um
elemento do campo conceitual
em estudo
01
09
02
03
14
29
14,9
2
Investigar/Confrontar
ideias/Auxiliar na compreensão
sobre como fazer Ciências
05
14
06
13
11
49
25,3
3
Problematizar e/ou Introduzir
um determinado elemento do
campo conceitual
02
07
02
03
06
19
9,8
4
Aproximar a Ciência ao
cotidiano dos alunos
02
04
03
06
14
31
16,0
5
Motivar/Despertar o interesse
e/ou Efetivar a aprendizagem
dos alunos sobre determinado
elemento do campo conceitual
em estudo
04
07
13
18
15
57
29,4
6
Auxiliar na compreensão de
como a Ciência é construída e
se desenvolve
00
03
01
04
01
09
4,6
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
Categoria
Frequência
N
Discriminação
Edição ENPEC
Total
VII
VIII
IX
X
XI
N
%
Total
14
44
27
47
61
193
100
Fonte: autoria própria (2018).
Como forma de apresentar os resultados dessa investigação, discutiremos, na
sequência deste trabalho, as características e particularidades de cada categoria.
E, como modo de elucidação, apresentaremos excertos de determinadas
produções que sejam representativas dessas categorias.
1. A experimentação é utilizada com o objetivo de
demonstrar/verificar/ilustrar um elemento do campo conceitual em
estudo/relacionar a teoria com a prática
Nesta categoria foram agrupadas 29 pesquisas, representando 14,9% dos
trabalhos analisados. Os autores dessas investigações apresentam argumentos, na
maior parte das vezes, com base em aportes teórico-conceituais, os quais atribuem
à experimentação o objetivo de tratar um assunto já abordado em sala de aula.
Esses trabalhos, de modo geral, apresentam elementos que caracterizam a
experimentação como um recurso didático complementar nas aulas de disciplinas
científicas, de modo a auxiliar na compreensão de elementos do campo conceitual
já abordados nas aulas consideradas como expositivas.
Nossa análise mostrou que 11 trabalhos desta categoria colocaram como
objetivo único a demonstração, verificação ou ilustração de um conceito, como
indica o excerto a seguir.
A maioria dos alunos afirmou que as aulas práticas contribuíram para o
entendimento dos fenômenos químicos, uma vez que suas respostas se
enquadraram em pelo menos uma das cinco primeiras categorias. Sendo que
75,2%, afirmaram que esse auxílio no entendimento foi devido ao fato de ser
possível comprovar ou visualizar a teoria vista em sala de aula por meio da
experimentação (FABRI et al., 2011, p. 7).
Fernandes, Mendonça e Gomes (2011), por exemplo, defendem a utilização
da experimentação no viés da demonstração/ilustração/verificação, associando
essas abordagens à investigação, à problematização e à aproximação da Ciência ao
cotidiano dos alunos.
A experimentação deve ser vista como fonte de investigação sobre
fenômenos e suas transformações, que requer a participação ativa dos
estudantes na elaboração de conceitos a partir de discussões sobre a relação
das evidências com teorias e modelos (…) para possibilitar aprendizagem é
necessário que o professor estabeleça articulações com o nível sub-
microscópico da Química, isto é, que favoreça a compreensão e visualização
dos conceitos abstratos a partir do uso de modelos (FERNANDES;
MENDONÇA; GOMES, 2011, p. 4).
Os 15 trabalhos restantes colocavam como objetivo da experimentação a
demonstração/ilustração/verificação de teorias mediante propostas que visavam,
também, a motivação dos alunos. O excerto a seguir é representativo desse grupo
de trabalhos.
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Exemplificando isso temos a atividade experimental que é considerada uma
ilustração da teoria, ou como estratégia de descoberta individual, ou ainda
para introduzir os alunos nos processos da ciência (...) É fato entre
professores de física que a experimentação desperta um grande interesse nos
alunos. (CERDEIRA; SOUZA, 2015, p. 3).
Como discutido na introdução deste trabalho, a abordagem experimental de
demonstração, verificação e ilustração tende a centrar-se na dimensão conceitual
e atua como facilitadora da aprendizagem, uma vez que tem a possibilidade de
despertar o interesse do aluno mediante a visualização dos fenômenos
previamente discutidos em sala de aula. Destaca-se, nesse momento, que essas
características foram endossadas pelos trabalhos analisados em nossa pesquisa.
Outro ponto reforçado por nossos aportes teórico-conceituais faz menção ao
uso dessas atividades por alunos iniciantes no estudo da Ciência e por professores
que não dispõem de laboratórios ou recursos suficientes para todos os estudantes.
Na análise realizada, encontramos casos em que o professor executava apenas um
experimento em sala de aula, mostrando que para essas atividades não é
necessário dispor de grandes recursos. Porém, não houve associação direta entre
as atividades experimentais de demonstração/ilustração/verificação e a faixa
etária ou o número de vezes em que os alunos haviam feito ou assistido um
experimento, não sendo possível reafirmar a fala dos referenciais adotados, neste
trabalho, sobre esse quesito.
2. A experimentação é utilizada com o objetivo de investigar/confrontar
ideias/auxiliar na compreensão sobre como fazer Ciências
Essa categoria contempla 49 trabalhos (25,3%), os quais trazem argumentos
que defendem a utilização da experimentação como um recurso didático central
no desenvolvimento/tratamento de um elemento do campo conceitual de uma
determinada disciplina da área das Ciências Naturais e capaz de proporcionar aos
alunos o envolvimento em procedimentos investigativos. A experimentação é
considerada um recurso com potencialidade para permitir o desenvolvimento de
habilidades investigativas por parte dos estudantes envolvidos na realização da
atividade didática baseada nesse recurso didático, uma vez que, de acordo com os
argumentos apresentados pelos autores desses trabalhos, os alunos ocupam
posição ativa durante a montagem e realização da atividade experimental,
tornando-se sujeitos no processo de construção do conhecimento.
Dos 49 trabalhos, 19 estão alocadas exclusivamente nessa categoria, sendo o
restante pertencente, também, a outras categorias listadas na tabela 1. O excerto
a seguir é representativo dessa categoria, em particular.
A experimentação investigativa favorece a indagação e tomada de
consciência de possíveis equívocos a partir de objetos aperfeiçoáveis que
permitem produzir evidências e com elas argumentação a favor ou contra o
modelo explicitado pelos sujeitos em atividade investigativa. Os propositores
podem avançar na compreensão de um fenômeno pelo experimento ao
operar, indagar, analisar evidências, socializar e escrever, fazendo desse
exercício uma prática investigativa (...) A experimentação investigativa no
ensino de Ciências rompe com a ilustração, a crença na motivação e
comprovação das aulas teóricas tão presente nos modelos tradicionais de
ensino de Ciências. Ao contrário, a escola é um espaço de aprender sobre a
natureza da Ciência e suas atividades, movimenta os conhecimentos no
desenvolvimento de processos investigativos (MOTTA et al., 2013, p. 3-4).
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
Não nos surpreende o fato de a maior parte dos trabalhos classificados nessa
categoria estarem associados, também, a outras categorias de nossa análise, uma
vez que muitas dimensões envolvidas no desenvolvimento de atividades
investigativas estão diretamente relacionadas com outros possíveis objetivos de
utilização da experimentação, tais como: motivação do estudante, auxílio na
compreensão de como a Ciência é construída e se desenvolve, aproximação da
Ciência ao cotidiano do aluno etc.
3. A experimentação é utilizada com o objetivo de problematizar e/ou
introduzir um determinado elemento do campo conceitual em estudo.
Uma pequena parte dos trabalhos analisados (19; 9,8% das pesquisas)
apresenta a experimentação com o objetivo de problematizar e/ou introduzir um
assunto de determinada disciplina científica em sala de aula.
Faz-se necessário destacar, novamente, que nossas categorias não são
excludentes. E, em relação a essa categoria em particular, chama a atenção o fato
de que nenhum trabalho foi classificado exclusivamente como pertencente a ela.
Ou seja, todas as produções relativas a esse grupo associam à experimentação
objetivos e abordagens para além da problematização e introdução de um
conceito.
Neste cenário, tem-se a classificação de 17 do total de trabalhos inseridos
nesta categoria também à categoria 4 (aproximação da ciência ao cotidiano dos
alunos). Esse resultado afirma a constante preocupação em se propor situações-
problemas cotidianos para serem trabalhados durante as aulas de Ciências. Como
representação dessas propostas, apresentamos o excerto a seguir:
Os autores consideram fundamental o uso da experimentação no Ensino de
Ciências, enfatizam a importância e os objetivos que fundamentam seu uso
numa perspectiva construtivista, problematizadora, investigativa e que
favoreça a aprendizagem. (...) Esta abordagem experimental bem planejada
e mediada pelo professor promove discussões além dos conteúdos
conceituais, permitindo a problematização de situações reais, providas de
significados. O professor deve evitar a realização do experimento pelo
experimento, distante das implicações sociais, não contribuindo para os
entendimentos e mundo e, consequentemente, não favorecendo o processo
de apropriação dos conceitos científicos presentes (ALMEIDA; VALADARES;
AGUIAR JÚNIOR, 2015, p. 2; 7).
Os trabalhos de Goi e Ellensohn (2017) e Alves e Neide (2017) não associam à
experimentação o papel de problematização de um determinado elemento do
campo conceitual em estudo juntamente com o tratamento do cotidiano dos
alunos, porém apontam para o caráter motivador da realização desse tipo de
atividade (com o objetivo de problematizar) em sala de aula. Alves e Neide (2017)
preocuparam-se em identificar os trabalhos que faziam utilização de práticas
computacionais e experimentais no ensino de Óptica, elencando as implicações
que emergiram ao desenvolver essas propostas no ambiente escolar. Já Goi e
Ellensohn (2017) desenvolveram um curso de formação de professores em que
eram priorizadas as relações entre a experimentação e o uso de jogos lúdicos no
ensino de Ciências, buscando a elaboração e o desenvolvimento de propostas de
ensino que envolvessem resolução de problemas, a interdisciplinaridade e a
introdução de conceitos científicos.
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
4. A experimentação é utilizada com o objetivo de aproximar os elementos
do campo conceitual de uma determinada disciplina científica ao cotidiano dos
alunos
Foram classificados nesta categoria 31 trabalhos (16%). Os autores dessas
produções argumentam a favor da utilização da experimentação como um meio
de aproximar a Ciência do cotidiano dos alunos, de modo que eles consigam
compreender o papel e a importância das Ciências Naturais, como área de
conhecimento, para o desenvolvimento do meio onde vivemos.
Para os autores desses trabalhos, em geral, a discussão e a evidência da
relação entre a Ciência e o cotidiano pode acarretar em uma motivação por parte
dos alunos e, consequentemente, concretizar a aprendizagem dos elementos do
campo conceitual em estudo.
Como já dissemos anteriormente, essa categoria tem sido constantemente
aliada à problematização e à introdução de um determinado elemento do campo
conceitual (categoria 3). Outro ponto em destaque é a sua relação direta com
aspectos motivacionais (categoria 5), uma vez que, praticamente, metade dos
trabalhos classificados na presente categoria recorre à motivação dos estudantes
como justificativa para o tratamento do cotidiano dos alunos durante o
desenvolvimento de experimentações. O excerto a seguir faz boa ilustração dessas
relações.
A articulação da experimentação com a contextualização tem um caráter
potencializador no processo de ensino e de aprendizagem, isso porque o
estudante percebe, ao realizar uma atividade experimental, que o
conhecimento cientifico, apesar de abstrato, está vinculado a sua realidade
(ARAÚJO; RODRIGUES; DIAS, 2013, p. 6).
Apenas 4 trabalhos puderam ser classificados exclusivamente nessa categoria,
por se tratarem de pesquisas muito particulares, cuja principal função era a
aproximação da ciência ao cotidiano dos alunos. Os excertos a seguir os
representam satisfatoriamente:
As SD’s (Sequências Didáticas) envolveram a contextualização, apresentação
do conteúdo formal e a aplicação de práticas realizadas na horta. Observou-se
que na análise do eixo estruturante dois “Compreensão da natureza da
ciência e dos fatores éticos e políticos que circundam sua prática”, foi
estabelecida uma relação com os nomes científicos, com as utilidades das
plantas medicinais, com a dimensão macro e micro das estruturas das
plantas, com as substâncias químicas que podem existir nelas e sua
importância para a ciência e sociedade (BATISTIM et al., 2017, p. 5).
5. A experimentação é utilizada com o objetivo de motivar e/ou efetivar a
aprendizagem dos alunos sobre determinado elemento do campo conceitual em
estudo
Essa categoria agrupa a maior parte dos trabalhos analisados (57; 29,4%),
sendo 18 desses classificados somente nessa categoria e o restante associado,
também, a outras categorias apresentadas no quadro 1. Essa última evidência nos
dá subsídios para afirmar que a associação da experimentação apenas a sua
dimensão motivacional está sendo aos poucos superada pelos pesquisadores da
área.
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
Aqui estão contempladas as produções que apresentam a experimentação
como um recurso didático que tem a função de motivar/despertar o interesse dos
alunos para o estudo de um determinado assunto do campo conceitual de uma
dada disciplina científica e que, consequentemente, irá efetivar a aprendizagem
dos estudantes sobre esse assunto. O trecho a seguir é representativo dessa
categoria:
As atividades experimentais são consideradas uma importante ferramenta
quando queremos despertar nos alunos um caráter motivador e lúdico, pois
permite demonstrar que a Química não está presente somente dentro da sala
de aula, mas também faz parte do seu cotidiano. (…) essa estratégia pode
auxiliar na apropriação de conceitos científicos, além de tornar as aulas mais
dinâmicas. (...) Pela atividade experimental, pode-se observar que despertou
o interesse, a curiosidade, o trabalho em equipe e a motivação dos alunos a
responderem o questionário. (GOMES; CALEFI; MELO, 2017, p. 2; 6).
6. A experimentação é utilizada com o objetivo de auxiliar na compreensão
de como a Ciência é construída e se desenvolve
As 9 pesquisas agrupadas nessa categoria (4,6%) caracterizam a
experimentação como um recurso didático com potencial para inserir no contexto
escolar a discussão de aspectos relacionados à natureza da Ciência. Isso, de algum
modo, contribui para que os alunos não construam visões distorcidas de como o
conhecimento científico é construído e se desenvolve.
É interessante destacar que a maior parte dessas pesquisas (7) associam à
experimentação, também, os objetivos de motivação (categoria 5) e de
investigação, confronto de ideias e de compreensão sobre como fazer Ciência
(categoria 2). O excerto a seguir reforça essas observações:
Resultado demonstrou que a experimentação pode ser uma potencial
ferramenta no desenvolvimento das habilidades necessárias à superação de
obstáculos epistemológicos que dificultem uma aprendizagem efetiva dos
conceitos químicos sobre o tema, potencializando a motivação e o interesse
dos estudantes em participar ativa e criticamente das aulas de Química
(AGUIAR; CASTILHO, 2017, p. 1).
Apenas o trabalho de Gomes, Foratto e Silva (2011) e Beltran (2015) puderam
ser classificados exclusivamente nessa categoria. Gomes, Foratto e Silva (2011)
fazem a reprodução de um experimento histórico sobre a natureza do calor,
discutindo as controvérsias, dificuldades e os resultados experimentais que
estiveram diretamente relacionados à construção dos conceitos científicos em
questão, usando a História da Ciência como ponto de partida para discussões sobre
a natureza da Ciência.
Nesse sentido, Beltran (2015, p. 1) afirma que “a realização de experimentos
tem sido considerada como recurso relevante para se ensinar também sobre
ciência, em propostas de abordagens históricas a conteúdos de ensino”, fazendo,
desse modo, a defesa da utilização de propostas que articulem o desenvolvimento
de experimentações com discussões de História e Filosofia da Ciência, conforme
realizado por Gomes, Foratto e Silva (2011).
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste estudo, pudemos criar diferentes categorias para a análise dos
trabalhos publicados nas últimas 5 edições do ENPEC, os quais tinham como
objetivo discutir e apresentar a experimentação no ensino de Ciências.
Essa diversidade de objetivos associados à utilização da experimentação
reforça a linha argumentativa de Hodson (1994), o qual discute sobre a
necessidade de se desenvolver atividades didáticas baseadas nesse recurso
didático, pensando nas diferentes dimensões e aspectos da experimentação e das
Ciências Naturais como uma área do conhecimento.
Destaca-se o fato de a maior parte das produções (29,4%) apresentarem
argumentos que caracterizam a experimentação como um recurso didático capaz
de motivar/despertar o interesse e/ou efetivar a aprendizagem dos alunos sobre
determinado elemento do campo conceitual em estudo (categoria 5). Ficou
evidente, na discussão dos resultados deste trabalho, que uma parte significativa
dos artigos que foram classificados nas categorias 1, 2, 3, 4 e 6 também foram
associados à categoria 5, especialmente no que refere-se à dimensão de motivar e
de despertar o interesse dos alunos mediante a utilização de experimentações.
Os autores desses trabalhos associam a relevância da experimentação no
contexto escolar ao seu caráter motivador. Porém, questionamos essa
argumentação. Investigações realizadas há mais de uma década já indicam que não
faz sentido utilizar experimentos apenas como um meio para motivar e/ou
despertar o interesse dos estudantes (HODSON 1994; LEITE, 2000; GALIAZZI et al.,
2001). Afinal, a experimentação não é vista do mesmo modo por todos os alunos
e qualquer outro recurso didático também pode ter esse caráter motivador.
Obviamente, não descartamos o potencial motivador que a experimentação
pode vir a possuir em determinada situação de ensino/aprendizagem. Em outras
palavras, não rejeitamos a importância que a motivação exerce no contexto de
implementação de atividades didáticas, uma vez que já está consolidado na
literatura da área que o aluno precisa estar disposto e interessado durante o
processo de ensino para que a aprendizagem se efetive. Apenas alertamos para a
utilização da motivação como justificativa exclusiva para o uso de experimentos
em contexto escolar. Porém, um destaque positivo indicado por esta investigação
está no número expressivo de trabalhos que associam importância à
experimentação para além de seu possível caráter motivacional.
Considerando os diferentes modos de se abordar a experimentação em
processos de ensino/aprendizagem, identificamos nesta pesquisa uma
porcentagem relevante de trabalhos (25,3%) que argumentam a favor do
experimento como um recurso didático com potencial para investigar/ confrontar
ideias/auxiliar na compreensão sobre como fazer Ciências. Isto é, tem-se a
experimentação como um recurso que contribui para a inserção do aluno em
práticas investigativas. Em concordância com Carvalho e Sasseron (2015), trata-se
de uma abordagem importante para possibilitar ao aluno a liberdade intelectual,
a liberdade de pensar e de argumentar sobre o que está aprendendo, de construir
o seu próprio conhecimento.
No entanto, como afirmamos anteriormente, cada abordagem de
experimentação adotada possui seus objetivos e potencialidades para o processo
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
de ensino/aprendizagem, não tornando pertinente, desse modo, descartar o uso
de algumas abordagens, como a demonstração e a verificação experimental, por
exemplo, julgando-as como modalidades que não contribuem para o processo de
ensino/aprendizagem.
Por fim, julgamos que a partir dos objetivos associados à experimentação,
podemos construir uma compreensão sobre o papel que essa desempenha no
ensino de Ciências. Esse estudo, em particular, fornece um panorama sobre as
funções que estão sendo atribuídas aos experimentos, como um recurso didático,
a partir do que vem sendo produzido na área. Os resultados obtidos dão subsídios
para discutir em que medida a experimentação está sendo adotada em
determinadas atividades didáticas, de modo que ela possa ser utilizada como o
recurso com maior potencialidade para se atingir os objetivos pretendidos.
Nesse sentido, julgamos que o professor, dependendo, sobretudo, das
condições disponíveis em seu contexto de atuação, planeje e desenvolva
atividades didáticas baseadas em experimentação que atendam, de algum modo,
aos seus objetivos, independente da forma de abordagem a ser adotada.
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
Objectives of using experimentation present
in academic-scientific productions published
in the annals of a science teaching event
ABSTRACT
In this work, we presented a characterization of the academic-scientific production recently
linked to Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino de Ciências (ENPEC) on experimentation,
in terms of the objectives associated by the authors of these productions to the use of this
teaching resource. We focused our analysis on the last five editions of this event (2009,
2011, 2013, 2015 and 2017), in which 113 papers published on this topic were identified. As
a result of the reading and interpretation of the information collected in these productions,
we elaborated 06 categories of analysis a posteriori. Finally, it has been possible to affirm
that a significant number of works are related to different established categories, which
shows a diversity of objectives associated with the use of experimentation. On the other
hand, it is worth highlighting the fact that most of the papers analyzed present arguments
that support the use of experimentation once they believe that this teaching resource has
the potential to motivate and to effect students' learning about a certain element of the
conceptual field in study.
KEYWORDS: Experimentation. Academic Productions. Science Teaching. Encontro Nacional
de Pesquisa em Educação em Ciências (ENPEC).
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019.
AGRADECIMENTOS
O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), mediante o Programa de
Excelência Acadêmica.
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Recebido: 20 dez. 2018
Aprovado: 02 abr. 2019
DOI: 10.3895/actio.v4n2.9236
Como citar:
PRADO, L.; WESENDONK, F. S. Os objetivos de utilização da experimentação presentes em produções
acadêmico-científicas publicadas nos anais de um evento da área de ensino de ciências. ACTIO, Curitiba, v.
4, n. 2, p. 148-168, mai./ago. 2019. Disponível em: <https://periodicos.utfpr.edu.br/actio>. Acesso em: XXX
Correspondência:
Letícia do Prado
Av. Eng. Luiz Edmundo C. Coube, 14-01, Núcleo Habitacional Presidente Geisel, CEP 17033-360, Bauru,
São Paulo, Brasil.
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