XVI Encontro de Pesquisa em Ensino de Física – Natal – 2016
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UM MODELO PARA AVALIAR O CONHECIMENTO PEDAGÓGICO DO CONTEÚDO RELATIVO À TEMÁTICA ‘NATUREZA DA CIÊNCIA’ NA FORMAÇÃO DE PROFESSORES DE FÍSICA A MODEL FOR ASSESSING PEDAGOGICAL CONTENT KNOWLEDGE OF THE SUBJECT ‘NATURE OF SCIENCE’ IN PHYSICS TEACHER TRAINING Boniek Venceslau da Cruz Silva1, André Ferrer P. Martins2 1
Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática - UFRN/ Professor da UFPI,
[email protected] 2
Centro de Educação - UFRN,
[email protected]
Resumo Atualmente, discussões em torno da Natureza da Ciência (NdC) e seu ensino são recorrentes. Em particular, questões relacionadas a o que ensinar e a como ensinar são alvos de intensos debates. Este artigo trata do segundo tipo de questões. Hoje, conforme retrata a literatura, somente conhecer aspectos adequados da natureza do conhecimento científico não garante o sucesso do ensino destes tópicos, assim como não é suficiente compreender o que os professores entendem sobre aspectos de NdC. É preciso investigar como os professores constroem estes conhecimentos e os trabalham com seus estudantes e, a partir disto, potencializar esses processos. Utilizando-se do conceito de Conhecimento Pedagógico do Conteúdo, em inglês Pedagogical Content Knowledge (PCK), de Shulman (1986; 1987), propomos, neste artigo, um modelo para avaliar o PCK relativo à temática NdC que visa tanto favorecer o entendimento de como os professores de Ciências/Física inserem aspectos da Natureza da Ciência no contexto escolar como em cursos de formação inicial. Nele, também, procuramos potencializar reflexões do PCK/NdC no contexto da sala de aula. Palavras-chave: Ensino de Física, Natureza da Ciência, PCK/NdC Abstract Currently, discussions about the Nature of Science and its teaching are recurrent. In particular, questions as what to teach and how to teach are targets of intense debate. This work discusses issues related to the second question. Nowadays, according to the literature shows only meet appropriate aspects of the nature of scientific knowledge does not guarantee the success of teaching these topics, thereby it is not enough to understand what teachers understand about aspects of NOS. We need to investigate how teachers transfer this knowledge to their students and work with their students and, from this, enhance these processes. Using the concept of Pedagogical Content Knowledge (PCK) of Shulman (1986 and 1987), in this paper, we propose a model of PCK/NOS which aims to both promote understanding of how science teachers insert aspects of Nature of Science in the school context and initial training courses. We also look for improve reflections of PCK/NOS in the context of the classroom.
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Keywords: Physics Education, Nature of Science, PCK/NOS. Introdução Há algum tempo a comunidade de educadores em Ciências debate acerca da importância da inserção de conteúdos sobre a natureza do conhecimento científico no contexto educacional (educação básica e ensino superior). Uma das teses que defendem a sua inserção no ensino de Ciências argumenta pela compreensão mais adequada de como a Ciência funciona (produção, validação e mecanismos de publicação), a relação entre os seus pares e a população (acentuando-se a imagem feita da Ciência e do cientista), dentre outras. Dessa forma, conforme retratam Abd-El-Khalick (2000) e McComas e Olson (2002), após as reformas educacionais do século passado, principalmente nos Estados Unidos, a inserção de conteúdos sobre a natureza do conhecimento científico, no contexto escolar, ganhou e vem ganhando espaço. Tais discussões, historicamente, foram endereçadas a uma linha de pesquisa secular (ABD-EL-KHALICK, 2000; LEDERMAN, 2007), a qual ficou bastante conhecida por Natureza da Ciência (em inglês: Nature of Science), amplamente divulgada em diversos trabalhos. Segundo Abd-El-Khalick (2000), a literatura especializada, inicialmente, debruçou-se a mapear o entendimento tanto de professores e estudantes, dos mais variados níveis de ensino, sobre questões relacionadas à Natureza da Ciência (NdC). Embora a importância do seu ensino seja recorrente na literatura, atualmente, duas questões efervescem à comunidade de educadores em Ciências, a saber: O que ensinar?1 Como ensinar? Neste trabalho, devido a sua delimitação, mesmo reconhecendo a importância da primeira questão, focaremos nossa atenção na segunda. Hoje, mesmo que em quantidade reduzida, podemos encontrar materiais adequados, em nível de dissertação e teses, que mostram desde o processo de construção, aplicação até a avaliação de propostas de inserções de aspectos sobre a NdC no contexto escolar. Apesar disso, no que diz respeito ao ensino de aspectos da NdC, conforme as pesquisas de Lederman (1992 e 2007), os professores em formação ou em exercício, em alguns casos, demonstram uma concepção distorcida sobre a NdC, o que pode dificultar o seu ensino. Portanto, ainda que existam bons trabalhos em nível de pós-graduação, é preciso alimentar os futuros professores de Física de discussões a esse respeito na sua formação inicial, também. Neste trabalho, tomando como base os trabalhos de Shulman (1986; 1987), no qual ele define os conhecimentos de base para o ensino e, principalmente, o conceito de Conhecimento Pedagógico do Conteúdo (amplamente reconhecido na literatura por Pedagogical Content Knowledge – PCK), iremos propor um modelo 1
Uma discussão detalhada pode ser encontrada em Martins (2015).
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para avaliar o PCK para o ensino de aspectos da NdC (PCK/NdC2), o qual se fundamenta na Didática das Ciências e nos “temas e questões” sobre a Ciência, idealizados por Martins (2015). O Conhecimento Pedagógico do Conteúdo O grande propósito de Shulman foi entender como alguém que sabe alguma coisa explica este conhecimento para alguém que não conhece. Para ele, não era o bastante ser conhecedor somente do conteúdo e da pedagogia geral (BERRY; LOUGHRAN; VAN DRIEL, 2008). O conceito de Conhecimento Pedagógico do Conteúdo, segundo Shulman (1986; 1987), retrata o conhecimento usado pelos professores no processo de ensino. Para ele, este conhecimento seria o amálgama entre o conhecimento do conteúdo e a pedagogia. Para Magnusson, Borko e Krajcik (1999), este novo conhecimento diferencia o professor do especialista na disciplina. Concordamos com Kind (2009), que destaca a crescente crítica dos estudantes universitários aos especialistas das disciplinas. Este fato vai ao encontro da tese do Shulman, a qual deixa claro que só o conhecimento da matéria não é o suficiente para o ensino dela. Dessa forma, acreditamos que a partir do momento que os professores de Física construam e desenvolvam seus PCKs, em específico um PCK relativo à temática NdC, estes poderão contribuir de forma mais eficiente ao ensino de Física, de forma geral, e de aspectos da NdC, de forma específica. PCK/NdC para a formação de professores de Física O PCK, geralmente, se desenvolve como o resultado de uma experiência de ensino de um tópico específico. Nesta fase, é comum serem usados vários conhecimentos e domínios pelos professores, principalmente, quando planejam, ensinam e avaliam seus estudantes. Desta forma, os professores com conhecimentos diferenciados e integrais apresentam melhores habilidades para planejar lições, que possibilitam o desenvolvimento integrado do conhecimento dos alunos, em detrimento dos professores que possuem conhecimentos limitados e fragmentados (MAGNUSSON, BORKO E KRAJCIK, 1999). Portanto, tomando como base uma revisão bibliográfica, buscamos aprofundar as discussões de como ensinar aspectos da NdC, apresentamos uma proposta de PCK/NdC para a formação inicial de professores de Ciências que busca desde orientar a discussão do como ensinar nos cursos de formação de professores até mesmo como fonte para possíveis reformulações curriculares. O modelo é baseado em trabalhos anteriores (Shulman; 1986; 1987; Magnusson, Borko e Krajcik (1999)) e na experiência do primeiro autor na utilização da NdC na sala de aula. A nossa proposta pode ser encontrada na figura 1, abaixo.
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Neste trabalho, utilizaremos o termo em inglês (PCK) devido à sigla ser bem conhecida.
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Figura 1: Proposta de PCK/NdC para a formação inicial de professores de Ciências/Física
O nosso modelo de PCK/NdC assume como pressuposto básico a proposta de “temas e questões” de Martins (2015) como eixo norteador para o que ensinar sobre a Ciência no contexto escolar, seja no ensino superior (formação inicial) ou na educação básica. Atrelado à perspectiva de temas e questões de Martins (2015), na construção da nossa proposta iremos nos alimentar também das discussões sobre a temática encontradas na área de Didática das Ciências. Diante do esclarecido, a nossa proposta de PCK/NdC é composta de 2 constructos, que formam a base (Temas e questões sobre a Ciência e a Didática das Ciências), 3 constructos ligantes (Orientações para o ensino de conteúdos sobre a Ciência, Eficiência do Professor e Reflexões sobre a Prática), que permeiam todo o processo de construção, aplicação e avaliação do PCK/NdC, e 4 componentes
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efetivos do PCK/NdC (Conhecimento da compreensão de Ciência dos estudantes, Conhecimento das estratégias instrucionais para o ensino de conteúdos sobre a Ciência, Conhecimento do currículo de Ciências para ensinar conteúdos sobre a Ciência e Conhecimento da avaliação de conteúdos sobre a Ciência). Tratando-se de forma específica, os constructos da base e constructos ligantes seriam o que Shulman (1986; 1987) chamaria de conhecimentos de base para o ensino. A partir de agora, discutiremos, mesmo que de forma abreviada, devido a limitação do artigo, os 4 componentes efetivos3 da nossa proposta de PCK/NdC. O primeiro é o Conhecimento da compreensão de Ciência dos estudantes. Ele é o ponto de partida de qualquer docente que almeje inserir conteúdos sobre a Ciência na sala de aula. Ele é fundamental para a construção de estratégias didáticas. É alimentado pelo constructo ligante Orientações para o ensino de conteúdos sobre a Ciência. Refere-se ao componente do PCK/NdC que possibilita ao professor conhecer o perfil dos seus discentes sobre aspectos da NdC. Requer conhecimentos que devem ser discutidos na sua formação, principalmente a inicial, sobre concepções inadequadas em relação aos temas potencializadores para o ensino propostos por Martins (2015), por exemplo: ausência de questões morais, éticas e políticas na construção e derrocada de uma teoria, a ciência como parte de uma única cultura (geralmente européia), visão caricaturada do cientista (o seu papel na ciência e sociedade). O segundo componente efetivo diz respeito ao Conhecimento das estratégias instrucionais para o ensino de conteúdos sobre a Ciência. Ele é alimentado pelo constructo ligante Eficiência do Professor, pois quando maior o aparato de estratégias conhecidas pelo professor, melhores ferramentas ele terá para elaboração de suas intervenções. Ele também depende e interfere diretamente no componente anterior do PCK/NdC. Por exemplo, professores com uma melhor construção deste componente do PCK/NdC, possivelmente, apresentarão conhecimentos diferenciados e integrais sobre estratégias, em detrimento aos professores que não construíram ou até mesmo construíram este componente de forma muito deficitária. Isto implicará em conhecimentos limitados e fragmentados de como levar conteúdos sobre a Ciência para a sala de aula. Já no que diz respeito à Eficiência do professor, teoricamente, o primeiro docente apresentará um grau maior de sucesso na questão da inserção de conteúdos sobre a Ciência, quando comparado ao segundo, pois apresenta um componente do PCK melhor estruturado. O terceiro componente é Conhecimento do currículo de Ciências para ensinar conteúdos sobre a Ciência. Ele é alimentado pelo constructo ligante Orientações para o ensino de conteúdos sobre a Ciência. Conforme relata Magnusson, Borko e Krajcik (1999), na proposta inicial de Shulman, o conhecimento de currículo foi considerado um domínio fora do conhecimento de base para ensinar. Contudo, na sua proposta, Magnusson, Borko e Krajcik (1999) o inserem como base do PCK, pois ele diferencia o especialista do pedagogo. Concordamos com os autores e também o inserirmos na nossa proposta.
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A discussão aprofundada de todos componentes do PCK/NDC será fruto de próximos trabalhos.
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Este domínio pode colaborar com o professor na articulação de aspectos da NdC com outros tópicos de conhecimento, por exemplo, a Física. Ele se divide em Metas e Objetivos do ensino de conteúdos sobre a Ciência e Documentos e Programas oficiais para o ensino de conteúdos sobre a Ciência. O primeiro diz respeito, efetivamente, sobre o que se deseja ensinar sobre a NdC e o que se pretende que o aluno aprenda. Ele é indiretamente alimentado pelos constructos base temas e questões de Martins (2015) e Didática das Ciências. Já o segundo, consiste no conhecimento de programas e materiais que almejam inserir aspectos da NdC. Por exemplo, citando apenas o Brasil, desde o século passado foram idealizadas várias reformas curriculares, nas quais a NdC foi ressaltada (Parâmetros Curriculares Nacionais para o ensino e, recentemente, a base nacional comum curricular). Além disso, ainda no contexto nacional, é possível encontrar uma série de dissertações, teses e artigos que se propõem a realizar tal tarefa. Tomando como base a proposta de Martins (2015), este componente pode nortear o professor de Física na direção de qual tema e (ou) questão sobre a Ciência pode ser usado concomitantemente a um conceito da Física ou da História da Física, por exemplo. Este componente orienta, ainda, o professor sobre os objetivos de aprendizagem dos estudantes sobre cada tema da proposta de Martins (2015), bem como quando eles podem ser articulados com outras áreas do saber, por exemplo, a Física, História, Filosofia, Sociologia, dentre outras, dando ao ensino de conteúdos sobre a Ciência, durante o período escolar dos estudantes da educação básica, um caráter interdisciplinar. Defendemos que para a efetiva construção deste componente do PCK/NdC, tais discussões sejam recorrentes na formação inicial dos professores. Dessa forma, o professor de Ciências construirá, possivelmente, este componente de forma sólida, contribuindo para a construção de intervenções que possibilitem ao seu aluno um conhecimento coeso dos temas estudados. O último componente efetivo do nosso PCK/NdC é o Conhecimento da avaliação de conteúdos sobre a Ciência. Ele é fundamental para a Reflexão sobre a prática, que pode potencializar a Eficiência do professor ao ensinar aspectos da NdC. Este conhecimento dos professores sobre avaliação é alimentado pelo constructo base Didática das Ciências e sua mediação com os objetivos da estratégia didática é feita a partir das Orientações para o ensino de Conteúdos sobre Ciência. Ele consiste nos métodos de avaliação em Ciências e suas relações com conteúdos sobre a Ciência. Refere-se aos domínios que o professor tem para avaliar aspectos da aprendizagem de temas sobre a NdC. Por exemplo, que método é mais eficaz para avaliar determinado tema sobre a NdC ou quais conhecimentos sobre a NdC são importantes avaliar em uma unidade didática. O professor, ao avaliar seus alunos no que diz respeito à aprendizagem de conteúdos sobre a Ciência, inicialmente, em primeiro nível, acessa o constructo base Didática das Ciências, no intuito de mapear metodologias de avaliação.
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Contudo, este constructo base é geral, o que denota metodologias de avaliação nas diferentes perspectivas, o que leva o professor a afinar a sua consulta a um segundo nível, este mais específico para o caso em questão (avaliação das aprendizagens de conteúdos sobre a Ciência). Nele, o docente encontrará exemplos e orientações de propostas de avaliação específicas para a situação, aguçando a construção do componente e, por consequência, facilitando o seu processo de avaliação. Hanuscin, Lee e Akerson (2010), em suas pesquisas, já sinalizam a negligência dos professores em avaliar os seus estudantes no que diz respeito às aprendizagens de conteúdos sobre a Ciência. Porém, as autoras não sinalizam uma causa para este fenômeno. Contudo, às vezes, a aprendizagem está ali, mas o instrumento de avaliação, em algumas ocasiões construído de forma inadequada, não é capaz de acessá-la. Este fato pode denotar, também, deficiência na construção deste componente do PCK/NdC. Conforme, ainda, prevê o nosso modelo de PCK de NdC, uma das possíveis causas na dificuldade inerente dos professores, nessa questão, se dá ao complexo processo de construção deste componente do PCK, o qual implica em outras questões na formação do professor. PCK/NdC e a sala de aula: possíveis reflexões e conclusões Alguns autores (por exemplo: Formosinho, 2001; Pimenta, 2005; Kind, 2009) argumentam a necessidade dos futuros professores serem inseridos em diferentes contextos inerentes à sua prática profissional, inclusive dentro da própria instituição de ensino superior, por exemplo: ministrarem micro-aulas (individual e em grupos) para seus pares, construírem estratégias de ensino e as problematizarem entre si, realizarem análises de estudos de caso e de ensino, dentre outras. Com isso, não queremos aqui descaracterizar experiências de campos “genuínas” in-loco, mas, também, inserir outros contextos de formação e oportunidades de ensinar, aprender, avaliar e refletir, que são tijolos que modelam o profissional da docência. Dessa forma, mesmo que o PCK seja um produto oriundo da atividade de ensino, acreditamos que não é só o estado da prática in-loco que possibilita a criação do PCK pelos docentes. Por consequência, quanto maior a prática pedagógica pela qual o professor é submetido, seja na instituição formadora ou fora dela, maior será a reflexão sobre sua prática, potencializando a Eficiência do professor ao ensinar aspectos da NdC, como prevê nosso modelo de PCK/NdC. Por fim, acreditamos que o próprio conceito de PCK deva ser alvo de ensino na formação inicial. Dessa forma, os professores em formação poderão conhecer e detectar, possivelmente, lacunas na sua formação. Referências ABD-EL-KHALIC, F. Improving elementary teacher's conceptions of nature of science in the context of science content course. In: Proceedings of the 2000
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annual Internaton Conference of the Association for Science Teacher, p. 366398, 2000. BERRY, A; LOUGHRAN, J; VAN DRIEL, J. H. Revisiting the roots of pedagogical content knowledge. International Journal of Science Education, v.30, n.10, p.1271-1279, 2008. FORMOSINHO, J. A formação prática dos professores: da prática docente na instituição de formação à prática pedagógica nas escolas. Revista Portuguesa de formação de Professores, v. 1, n. 37-54, 2001. HANUSCIN, D. L.; LEE, M. H.; AKERSON, V. L. Elementary teachers' pedagogical content knowledge for teaching the nature of science. Science Teacher Education, v. 95, n. 1, p. 145-167, 2010. KIND, V. Pedagogical content knowledge in science education: perspectives and potential for progress. Studies in science education, v. 45, n. 2, p. 169-204, 2009. MAGNUSSON, S; KRAJCIK, J; BORKO, H. Nature, sources, and development of pedagogical content knowledge for science teaching. In: Examining pedagogical content knowledge. Springer Netherlands, 1999. p. 95-132. MARTINS, A.F.P. Natureza da Ciência no ensino de ciências: uma proposta baseada em temas e questões. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.32, n.3, p.703-737, 2015. LEDERMAN, N. G. Student’s and teacher’s conceptions of the nature of science: a review of the research. Journal of Research in Science Teaching, v.29, n.4, p. 331-359, 1992. ______. Nature of Science: past, present and future. In: Abell, S.K (Org); Lederman, N.G (Org). Handbook of research of Science Education. Mahwal: Lawrence Erlball Associates, p.881-880, 2007. McCOMAS, W. F.; OLSON, J. K. The nature of science in international science education standards documents. In: The nature of science in science education: rationales and strategies. Springer Netherlands, 2002. p. 41-52. PIMENTA, S. G. Saberes pedagógicos e a atividade docente. São Paulo: Editora Cortez, 2005. SHULMAN, L. S. Those who understand: Knowledge growth in teaching. Educational Researcher, p. 4-14, 1986. ______. Knowledge and teaching: Foundations of the new reform. Harvard Education Review, v. 57, n. 1, p. 1-23, 1987.
