1. INTRODUÇÃO

As demandas da sociedade atual têm direcionado as propostas educacionais para a formação de alunos com competências e habilidades para resolução de problemas e pensamento crítico. Os avanços da Ciência e da Tecnologia têm causado profundas modificações no mundo e, por isso, as disciplinas de caráter científico não podem continuar sendo ministradas como em séculos passados. Dessa maneira, a compreensão do conhecimento científico é fundamental para as pessoas tomarem decisões, por exemplo, em aspectos relativos à saúde e meio ambiente (Next Generation Science Standards [NGSS], 2013).

Para a formação dos estudantes na atualidade, diversos documentos nacionais e internacionais de ensino como, National Research Council (2012), NGSS (2013), BNCC (Ministério da Educação, 2017) têm ressaltado que o contato dos estudantes com disciplinas qye comôem a área de Ciências da Natureza deve, portanto, proporcionar-lhes nâo apenas a aprendizagem conceitual, mas tambêm a compreensâo de conhecimento de natureza procedimental e epistemológico. Esses conhecimentos têm sido atualmente avaliados em programas internacionais como, por exemplo, o Programme for International Student Assessment.

O NGSS (2013) propõe três dimensões necessárias para fornecer aos estudantes sólida formação na educação científica. A primeira refere-se à dimensão prática na qual o aluno deve aprender como os cientistas realizam suas investigações para construir modelos e teorias sobre o mundo. O segundo domínio refere-se à dimensão conceitual. A compreensão dos conceitos relativos às disciplinas científicas é necessária por permitir a integração entre os três domínios. O terceiro domínio refere-se a capacitar os estudantes para selecionar fontes confiáveis de informações.

Nesse sentido, autores como Caldeira (2005), Carvalho (2006), Suart e Marcondes (2009), Kull e Zanon (2017) têm apontado a necessidade de que a educação científica possa proporcionar aos estudantes o desenvolvimento de competências e habilidades cognitivas. Dentre essas habilidades, a compreensão conceitual, a percepção de evidências e a elaboração de conclusões baseadas em evidências são consideradas de alta ordem cognitiva (Zoller, 2001; Osborne, Erduran, & Simon, 2004) e essenciais para a formação cidadã.

A necessidade de oportunizar aos alunos atividades que possam levá-los a perceberem evidências, bem como avaliar, justificar e comunicar explicações com base em evidências é defendida principalmente por Osborne et al. (2004) e por Newman et al. (2004) pelo fato de a evidência ter papel central nos processos investigativos que envolvem o conhecimento científico.

No Brasil, a Base Nacional Comum Curricular para o Ensino Fundamental apresenta em suas competências para a área de Ciências da Natureza a Construção de argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e defende ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro. Apresenta também a habilidade de selecionar e construir argumentos com base em evidências, modelos e/ou conhecimentos científicos (Ministério da Educação, 2017).

Algumas propostas educativas têm procurado desenvolver habilidades dessa natureza como, por exemplo, os projetos de Iniciação Científica Júnior (ICJr). A participação em projetos dessa natureza oportuniza aos estudantes a vivência de práticas direcionadas ao trabalho científico e, assim, é possível que possam desenvolver as habilidades mencionadas. No Brasil, a oferta de projetos de Iniciação Científica Júnior tem se disseminado principalmente no Ensino Médio devido aos incentivos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico − CNPq por ofertar bolsas aos alunos participantes (Costa & Zompero, 2017). No entanto, no momento atual há restrições significativas para a disponibilização de bolsas de ICJr devido à contenção de despesas pelo governo brasileiro. Essa situação atinge também alunos de Iniciação Científica da graduação e bolsistas de mestrado e doutorado e causa impactos negativos relevantes no desenvolvimento das pesquisas brasileiras que dependem diretamente dessas verbas para seu desenvolvimento. Porém, apesar dessa situação, em se tratando de ICJr há escolas que ainda mantêm essa prática com os alunos, mesmo sem bolsas.

Neste estudo procuramos responder qual o desempenho dos alunos do Ensino Médio, participantes de um projeto de Iniciação Científica Júnior, quanto à manifestação das habilidades de identificação de evidências e elaboração de conclusões com base em evidências a partir da resolução de uma situação – problema. Assim, temos por objetivo identificar a compreensão dos alunos quanto à percepção de evidências e a capacidade de produzir conclusões baseadas nestas.

2. MARCO TEÓRICO

Em 2003, o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, lançou o Programa de Iniciação Científica Júnior com concessão de bolsas para estudantes da Educação Básica com os objetivos de:

Despertar vocação científica e incentivar talentos potenciais entre estudantes do ensino fundamental, médio e profissional da Rede Pública, mediante sua participação em atividades de pesquisa científica ou tecnológica, orientadas por pesquisador qualificado, em instituições de ensino superior ou institutos/centros de pesquisas (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico [CNPq], 2006).

A Iniciação Científica Júnior foi criada “como proposta de priorização e expansão da Iniciação Científica na Educação Básica” (Oliveira, 2015, p.132). O programa tem “um direcionamento para a formação de uma cultura científica, pois os estudantes participarão de atividades de edu- cação científica, ou atividades tecnológicas, sob a orientação de um pesquisador qualificado” (Conceição, 2012, p. 55).

O incentivo à participação dos alunos em projetos de ICJr é uma proposta que pode melhorar a compreensão dos alunos sobre as práticas científicas e também sobre os procedimentos científicos (Zompero, Garbim, Souza & Barrichelo, 2018).

A proposta do trabalho com ICJr poderá permitir aos estudantes desenvolverem habilidades como perceberem evidências. Esse termo é definido segundo o dicionário Michaelis como algo que prova a existência de algo com certa probabilidade, indício ou sinal. Conforme Achinstein (2001), a evidência deve oferecer razões suficientes para acreditar-se que determinados estados de coisas sejam de fato o caso, como eventos, processos, identificação de certas particularidades. O autor ainda ressalta que embora as evidências não sejam conclusivas, elas permitem confirmar ou refutar hipóteses.

Os projetos de ICJr consisteem parcerias entre escolas de Educação Básica Instituições de Ensino Superior - IES. Assim, os alunos da escola têm oportunidade de participarem dos projetos de docentes de universidades. Essa prática tem sido frequente no Brasil. Ainda com grande redução do orçamento para pesquisas e bolsas de Iniciação Científica para graduação e ICJr para a Educação Básica, há escolas que mantêm essa prática com os estudantes e promovem mostras científicas de seus trabalhos como incentivo à pesquisa.

A investigação científica inclui numerosas atividades, como fazer perguntas, criar hipóteses, projetar experimentos, fazer previsões, usar aparatos, observar, medir, interpretação de dados, consulta de registros de dados e avaliar evidências. A evidência é um elemento central na ciência. Ela é usada para a construção de explicações entre os dados e as teorias (Achinstein, 2001).

De acordo com Mcneill e Krajcik (2008), a evidência permite ao aluno fazer afirmações usando dados científicos. Esses dados podem vir de uma investigação feita pelo aluno como observações e leitura de materiais. As autoras afirmam que permitir que os alunos expliquem e argumentem sobre os fenômenos científicos pode ajudá-los a desenvolver uma compreensão mais profunda do conteúdo.

A percepção de evidências pelos estudantes é uma habilidade que deve ser desenvolvida no Ensino de Ciências e defendida por autores como Osborne et al (2004) e Duschl, Schweingruber e Shouse (2007). Nesse sentido, Lederman (1992) afirma que uma das causas que dificultam aprender sobre ciência é a carência de materiais instrucionais adequados que oportunizem aos alunos o desenvolvimento de habilidades cognitivas, considerando aqui a percepcâo de evidências.

Estudos de Ruffman, Pener, Olson, e Doherty (1993) mostraram que crianças de 6 anos foram capazes de formar uma hipótese causal com base em um padrão de evidência de covariação. No entanto, os estudos de Koslowskik (1996) apontaram que o conhecimento prévio pode interferir na percepção de evidência de crianças. A autora afirma que é legítimo e até mesmo útil considerar o conhecimento prévio para avaliar evidências porque o mundo está cheio de correlações que podem ser percebidas para explicar fenômeno. Ela cita, por exemplo, a vinculação de intoxicações alimentares e o tipo de alimentos ingeridos.

Duschl et al. (2007) concordam que o pensamento científico implica a coordenação da teoria com evidências, mas para atingir essa coordenação requer estruturar e interpretar dados e erros. Além disso, a evidência científica é baseada nos dados. Os alunos precisam entender que dados são necessários para responder os questionamentos.

Em estudos utilizando atividades de experimentação com crianças de Educação Infantil, Sá (2000) discute a necessidade de que atividades na disciplina de Ciências contemplem a percepção de evidências pelos estudantes e reitera que a atenção deles sobre as evidências e a reflexão recorrente sobre as evidências repetidas permitem que desenvolvam a acuidade de observação e o estabelecimento de relações entre as observações. O autor salienta que, nesse processo, o aluno é capaz de construir novas representações mentais da realidade observada e ultrapassar os limites da sua subjetividade.

De acordo com Osborne et al. (2004), a inserção do uso de evidências no ensino pode ocorrer por dois procedimentos. O primeiro refere-se à apresentação de evidências para explicar um fenômeno específico que esteja sendo estudado. Segundo, a utilização de evidência para defender e avaliar o entendimento no discurso, que é uma prática central da comunidade científica.

A capacidade de interpretar dados e evidências científicas, bem como retirar conclusões a partir de dados e evidências, são capacidades avaliadas no programa Internacional de Avalição – PISA de 2012 e 2015. De acordo com o referido documento, identificar evidências envolve procurar argumentos contrários e favoráveis para embasar conclusões (Organização Cooperação e Desenvolvimento Econômico [OCDE], 2015).

No Brasil, o documento atual de ensino que norteia os currículos das escolas é a Base Nacional Comum Curricular - BNCC. Este documento aponta as competências necessárias para cada área do conhecimento. No que se refere à disciplina de Ciências da Natureza, o documento apresenta 5 competências a serem desenvolvidas nessa área, dentre elas, “construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis” (Ministério da Educação, 2017, p. 324). Além disso, a BNCC ressalta como um dos objetivos da disciplina de Ciências a necessidade de os estudantes desenvolverem a capacidade de selecionar e construir argumentos com base em evidências, modelos e/ou conhecimentos científicos (Ministério da Educação, 2017, p. 324).

3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

O estudo é uma pesquisa de natureza qualitativa do tipo descritiva e interpretativa. Os participantes são 13 alunos integrantes de um projeto de ICJr que cursavam o primeiro e o segundo ano do Ensino Médio.

A Iniciação Científica foi uma proposta desenvolvida entre uma parceria estabelecida com a escola e uma Instituição de Ensino Superior (IES) da cidade. Os alunos eram orientados por um professor da escola que os ajudava no acompanhamento das atividades, cujos experimentos eram realizados e acompanhados por técnicos nos laboratórios e por uma docente da área de estudos em derivados do leite da referida IES.

No início do projeto os alunos realizaram uma sequência de três atividades de investigação, ela- boradas pela docente da IES, durante aproximadamente seis meses. Todas as atividades eram referentes a estudos sobre o leite e derivados. As atividades foram elaboradas com base na proposta de Carvalho (2006), na qual todas elas devem partir de um problema com posterior emissão de hipóteses pelos alunos, estabelecer um plano de trabalho para confrontarem as hipóteses, registrar e analisar dados com base em evidências, conectar evidências ao conhecimento científico e concluir. Considerando que foi a primeira vez que os estudantes participaram de Iniciação Científica, as atividades desenvolvidas foram adequadas ao nível de escolaridade dos alunos, sendo que o problema proposto em cada uma delas foi de fácil resolução e referentes à vivência dos estudantes.

A atividade 1 foi relativa a três tipos de leite: cru, pasteurizado e ultra high temperature − UHT objetivando o reconhecimento de suas diferenças quanto aos tratamentos aos quais são submeti- dos em seu processamento e qualidade de nutrientes. Na atividade 2 os estudantes investigaram o tempo que essas três amostras levariam para estragar em temperatura ambiente, enfatizandose qual delas estragaria mais rapidamente. A atividade 3 foi relativa a testes de pH e acidez em amostras tanto de iogurte comercial como dos produzidos em laboratório, visando o reconheci- mento das características padrões desses alimentos. A sequência de atividades investigativas foi realizada no início do projeto de ICJr com o intuito de oportunizar aos estudantes a compreensão dos procedimentos científicos e levá-los a desenvolver formas mais rigorosas de pensamento para que tivessem mais autonomia ao desenvolverem suas próprias atividades no projeto como, por exemplo, levantarem eles próprios problemas a serem investigados.

Os alunos discutiram a situação-problema em equipe com quatro alunos e após responderam individualmente a três questões relativas a uma situação-problema a respeito do tema alimentação. Para responderem às questões, os estudantes receberam tabelas alimentares (TABELA BRASI- LEIRA DE COMPOSIÇÃO DE ALIMENTOS − TACO) de quatro alimentos: farinha de soja, carne bovina, feijão preto e beterraba. O nome dos alimentos foi omitido das tabelas e identificadas apenas por letras de A a D. A situação-problema e as respectivas questões respondidas pelos estudantes seguem abaixo.

Gabriel fez uma consulta médica e pelos sintomas apresentados foi diagnosticado com anemia, por isso, precisa melhorar sua alimentação para controlar a doença. Os sintomas que ele apresenta são palidez, cansaço e falta de ar. Observe as tabelas nutricionais e coloque-as em ordem de maior importância, considerando os alimentos que Gabriel deverá comer para ajudá-lo a combater a anemia.

1. Indique abaixo a ordem dos alimentos que você sugere, classificando-os em sequência do mais importante para o de menor importância para alimentação do Gabriel.

2. O que você observou nas tabelas para colocá-las nessa ordem? Por quê?

3. Como você chegou a essa conclusão?

A primeira questão refere-se ao problema que o aluno deveria resolver. A segunda remete ao entendimento do aluno a respeito da identificação de evidências como os nutrientes que compõem os alimentos para responder ao problema proposto e a terceira, à capacidade de o aluno tirar conclusões a partir de evidências.

Nessa atividade o objetivo foi que os estudantes identificassem o ferro como um dos componentes que em sua carência no organismo provoca a anemia e, a partir dessa informação, organizar as tabelas.

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS

Para análise dos dados foi utilizado o modelo que adaptamos de Mcneill e Krajcik (2008) que se destina a comparar em diferentes níveis o raciocínio dos alunos bem como suas explicações científicas com base em evidências.

O instrumento dos autores apresenta três componentes que se referem a “afirmações”, “evidências” e “raciocínio” dos estudantes quando são requisitados a resolverem situações-problemas. Esses elementos são classificados em 3 níveis, sendo 0, 1 e 2. Apresentamos o instrumento utilizado para análise após as respostas dos alunos.

Colocamos na íntegra, os resultados relativos às perguntas 2 e 3 para estabelecermos um comparativo entre as evidências observadas e a capacidade de os alunos tirarem conclusão a partir dessas evidências nos valores nutricionais de cada alimento para resolver o problema proposto de ordenar de forma decrescente as tabelas. Os participantes foram indicados pela letra A.

A partir das respostas dos alunos foi possível perceber que há estudantes que consideraram corretamente o ferro como elemento essencial para evitar a anemia. Nesse caso, A2, A9 e A13 identificaram esse elemento dentre os demais nutrientes apresentados na tabela. Nas respostas desses alunos observa-se que a ordem das tabelas foi elencada de acordo com a quantidade do ferro, conforme mencionaram na resposta da questão 2 e também na 3ª questão conseguiram elaborar a conclusão com base nos dados e evidências mencionadas. A5, apesar de ter colado as tabelas na ordem correta e mencionar o ferro na conclusão, suas respostas não são claras. Percebe-se que não identificou evidências a partir dos nutrientes apresentados nas tabelas e, assim, não conseguiu produzir uma conclusão com base em evidências.

Os estudantes A1 e A7 consideram que a anemia é causada por deficiência de proteína na dieta. Com base nesse raciocínio indicaram corretamente a ordem das tabelas, tomaram por base a porcentagem de proteínas, demonstraram a identificação correta de evidências e também conseguiram elaborar a conclusão a partir das evidências indicadas, mas na conclusão de A7 admitimos que o estudante faz afirmações coerentes, mas não científicas, por motivo de apontar ter chegado a essa conclusão por ouvir comentários de sua mãe. A1 mostra em sua conclusão um raciocínio mais elaborado, tentando propor uma justificativa científica.

O estudante A6 menciona o valor energético dos alimentos para classificar as tabelas. Esse mesmo elemento foi indicado na questão 2 e na questão 3 referentes à conclusão, porém na resposta à questão 3 o aluno menciona novamente o valor energético mas não apresenta raciocínio científico. Já nas respostas de A3, A8 e A10 foram considerados o valor energético, proteínas e também a porcentagem do ferro como critérios para organizar as tabelas. Esses alunos também mantiveram um raciocínio coerente quanto à identificação de evidências como respostas às questões 2 e 3 e demonstraram conseguir elaborar conclusões a partir dos dados e evidências, apesar de o valor energético e proteínas não estarem relacionados à presença de anemia.

As respostas dos alunos A4, A11 e A12 não contemplaram satisfatoriamente as respostas das questões 2 e 3 bem como não organizaram coerentemente as tabelas com os valores nutricionais dos alimentos.

Na tabela 2 apresentamos o instrumento que adaptamos de Mcneill e Krajcik (2008). Para análise das respostas dos alunos, apresentadas na tabela 1, utilizamos os componentes “evidência” e “raciocínio”. Esses componentes são organizados em níveis crescentes de acordo com a compreensão dos estudantes para evidência e demonstração do raciocínio, sendo que o nível 0 representa a menor compreensão dos componentes, portanto, insatisfatório; o nível 2 indica compreensão razoável dos componentes e o 3 compreensão satisfatória.

No nível 0 identificamos os estudantes A4, A11, A12. Nas respostas desses alunos é possível perceber que não estabelecem relações entre a organização das tabelas, evidências e conclusões.

No nível 1 foram classificados os alunos A1, A3, A5, A6, A7, A8 e A10. Todos esses estudantes apresentaram corretamente a sequência das tabelas. A1, apesar de indicar as proteínas como responsáveis pela anemia, demonstrou identificação de evidências e estabeleceu uma conclusão também com base na mesma evidência demonstrando raciocínio científico. O aluno A6, apesar de ter indicado o valor energético como responsável por causar anemia, é possível perceber em suas respostas que conseguiu estabelecer relação coerente, conforme seu entendimento, entre o valor energético que considerou como evidência, e a explicação apresentada na conclusão. O mesmo ocorreu com os alunos A8 e A10. Mesmo não identificando o ferro conseguiram estabelecer raciocínio coerente em suas explicações. Salientamos que nas tabelas dos alimentos apresentados o valor energético da farinha de soja, em relação aos demais alimentos e o da beterraba, é maior. A5 indicou corretamente o ferro em sua conclusão e relacionou-o com os sintomas expostos na situação-problema. No entanto, não demonstrou clareza na resposta à pergunta 2 mencionado de maneira equivocada o manganês. Já o A7 apontou a proteína como causadora de anemia e na sua resposta à pergunta 3 fica claro que não conseguiu elaborar a conclusão com base em evidência.

No nível 2 estão classificados os estudantes que tiveram melhores desempenhos na atividade. São A2, A9 e A13. As respostas de A2 são bastante satisfatórias. Além de ter estabelecido corretamente a sequência das tabelas de acordo com o elemento ferro e conseguir apontá-lo como evidência elaborou corretamente a conclusão relacionando carência do ferro com os sintomas apresentado na situação-problema mencionando que tomou por base seus próprios conhecimentos sobre causas da anemia.

O estudante A9, apesar de não ter mencionado apenas o ferro como causador da anemia, é possível identificar clareza em seu raciocínio, pois suas respostas apresentaram coerência entre organização das tabelas, identificação de evidências e justificativas com base em evidência.

Apesar de o estudante A13 estar classificado nesse nível, sua explicação quanto à evidência obser- vada não apresenta base científica, uma vez que o estudante menciona em sua resposta que acha que anemia é causada por carência do ferro, não indicando uma justificativa com bases científicas, mas em seus conhecimentos prévios. No entanto, o aluno conseguiu perceber evidências a partir dos dados e apresentou justificativa coerente em suas respostas.

Mcneill e Krajcik (2008) afirmam que quando os cientistas explicam fenômenos e constroem novas alegações, eles apresentam evidências e razões para justificá-las. Nesse sentido, é relevante que os estudantes desenvolvam a capacidade de explicar fenômenos. Por isso, mesmo que as respostas dos estudantes na situacâo problema apresentada nâo estejam rxatamente de acordo com o que é aceito pela ciência, consideramos relevante o fato de eles proponem explicacôes.

As autoras citadas acima afirmam que, embora a explicação científica seja um objetivo essencial no aprendizado de Ciências, os alunos apresentam dificuldades em articular e defender suas justificativas com base em evidências. Segundo as autoras, esse fato ocorre porque os currículos não privilegiam o desenvolvimento dessas habilidades.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Sabemos que o ensino das disciplinas que envolvem as Ciências da Natureza não pode mais estar restrito a levar os alunos aprenderem conceitos. A aprendizagem de procedimentos da ciência e o desenvolvimento de habilidades cognitivas que são pertinentes à investigação científica também merecem destaque no ensino dessas disciplinas. Essa tendência tem sido ressaltada em documentos de ensino nacionais e internacionais. Dentre essas capacidades, identificar evidências, construir argumentos e elaborar conclusões com base em evidências são habilidades esperadas que os estudantes desenvolvam. No entanto, para auxiliar os alunos a desenvolverem capacidades dessa natureza, há necessidade que as atividades de ensino e aprendizagem proporcionem tal condição.

Concordamos com Duschl et al. (2007) que os alunos precisam entender que dados são necessários para responder os questionamentos e que evidências são apontadas com base nos dados.

Neste trabalho apresentamos um estudo referente à capacidade de alunos do Ensino Médio identificar evidências, elaborar conclusões com base em evidência, bem como entender o raciocínio dos estudantes quando realizam esses processos. Os estudantes aqui mencionados participaram de um projeto de ICJr. Porém não temos interesse, neste estudo, em uma investigação mais detalhada a respeito da efetividade do projeto no desenvolvimento dessas habilidades, mas em compreender como os estudantes manifestam ou não essas habilidades ao responderem a situação-problema aqui proposta. Entendemos que para avaliar a efetividade do projeto no desenvolvimento dessas capacidades seria necessário um período maior de acompanhamento desses estudantes e também um estudo preliminar para averiguarmos se essas mesmas capacidades já eram manifestadas por eles antes de participarem do referido projeto. No entanto, esses estudantes que participaram do projeto tiveram contato com atividades que proporcionaram a eles oportunidades de realizarem investigações. Nesse sentido, consideramos satisfatórios os resultados apresentados neste estudo visto que 10 dos 13 alunos participantes foram classificados nos níveis 1 e 2 do referencial utilizado, demonstrando habilidades de identificar evidências e elaborar conclusões com base nas evidências mencionadas. Apesar das mudanças no cenário econômico e político no Brasil apresentadas no momento atual, consideramos que a oportunidade da participação em projetos de ICJr possibilita ao aluno o envolvimento com a cultura científica, nesse sentido admitimos a necessidade de se investir mais em estudos para acompanhar os estudantes quanto ao desenvolvimento de habilidades cognitivas de natureza investigativa.

Referências

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