Página | 169
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169-188, mai./ago. 2019.
http://periodicos.utfpr.edu.br/actio
A resolução de problemas no ensino de
ciências baseada em uma abordagem
investigativa
RESUMO
Fulano de Tal
Elizete Terezinha da Silva
elizetetsilva18@gmail.com
orcid.org/0000-0002-4798-2190
Universidade Federal de Pernambuco
(UFPE), Caruaru, Pernambuco, Brasil.
Roberto Araújo Sá
sa_aaraujo@yahoo.com.br
orcid.org/0000-0003-1895-9175
Universidade Federal de Pernambuco
(UFPE), Caruaru, Pernambuco, Brasil.
Veronica Tavares Santos Batinga
veratsb@gmail.com
orcid.org/ 0000-0002-9660-396X
Universidade Federal Rural de
Pernambuco (UFPE), Recife,
Pernambuco, Brasil
Instituição (SIGLA), Cidade, Estado, País
Beltrano de Tal
beltrano@gmail.com
orcid.org/0000-0001-8327-9147
Instituição (SIGLA), Cidade, Estado, País
Este trabalho é parte de uma pesquisa mais ampla de mestrado acadêmico, que tem por
objetivo avaliar as potencialidades de uma sequência didática sobre o tema Água elaborada
com base na abordagem de Resolução de Problemas no contexto do Ensino por
Investigação. A pesquisa foi realizada em uma turma de 9º ano do Ensino Fundamental II de
uma escola pública de São Caetano, Pernambuco, na disciplina de Ciências. A coleta de
dados constou da observação participante e as produções dos alunos na resolução dos
problemas e atividades realizadas durante o desenvolvimento da sequência. Os dados
foram analisados com base na trajetória dos alunos no processo de aprendizagem e de
elementos presentes no ensino por investigação. Os resultados apontam que as atividades
estruturadas para a sequência propiciou aos alunos o processo de busca do conhecimento
e o desenvolvimento de habilidades, como: elaboração de hipóteses, planejamento de
experimento, discussão e comunicação de ideias, trabalho em grupo, autonomia e
resolução de problemas. Destaca-se também a identificação das dimensões epistêmica e
pedagógica do conhecimento durante as ações desenvolvidas pelos alunos nas atividades
da sequência. A abordagem dos conteúdos de Ciências no contexto da temática Água
proporcionou a construção de conceitos químicos pelos alunos, de forma significativa,
durante as atividades vivenciadas na sequência.
PALAVRAS-CHAVE: Resolução de Problemas. Ensino por Investigação. Ciências. Ensino
Fundamental II. Água.
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169- 188, mai./ago. 2019.
INTRODUÇÃO
O ensino de ciências tem passado por diversas modificações ao longo dos
últimos anos, com o objetivo de acompanhar as mudanças que a sociedade vem
enfrentando. Nesse contexto, diferentes abordagens didáticas têm sido
desenvolvidas com a finalidade de que os estudantes criem uma visão mais
contemporânea da Ciência. A abordagem dos conhecimentos científicos como um
processo em construção e contextual, e não como um produto acabado, pode
favorecer aos alunos que se tornem participantes ativos do processo de
aprendizagem, uma vez que nesta abordagem a relação que o sujeito mantém com
o mundo e suas vivências pode influenciar na apropriação de novos significados e
estimular a busca pelo aprendizado (SOLINO; FERRAZ; SASSERON, 2015).
No contexto atual, o ensino de ciências deve fazer sentido para o aluno e
ajudá-lo não apenas a compreender o mundo físico, mas a reconhecer seu papel
como participante de decisões individuais e coletivas na sociedade. Um dos
objetivos do ensino de ciências é fazer com que os estudantes se apropriem do
conhecimento científico e passem a compreender a Ciência como uma construção
social e humana. No entanto, grande parte das instituições escolares ainda
privilegiam abordagens de ensino voltadas para a transmissão, memorização e
reprodução dos conteúdos, favorecendo a passividade dos estudantes durante o
processo de ensino e aprendizagem (BRASIL, 1997; DIAS, 2016).
Nessa perspectiva, Schnetzler e Aragão (1995) definem o ensino por
transmissão-recepção como sendo
Uma prática de ensino encaminhada quase exclusivamente para a retenção,
por parte do aluno, de enormes quantidades de informações passivas, como
propósito de que essas sejam memorizadas, evocadas e devolvidas nos
mesmos termos em que foram apresentadas na hora dos exames, através das
provas, testes e exercícios mecânicos repetitivos (SCHNETZLER; ARAGÃO,
1995 p. 27).
Nesse cenário, surge a necessidade de desenvolver propostas de ensino de
ciências que possibilitem aos estudantes resolver problemas relacionados com o
conhecimento científico escolar a partir de temas ou situações reais que fazem
parte do contexto no qual eles estão inseridos. No processo de resolução de
problemas, na perspectiva investigativa, os estudantes têm a possibilidade de
desenvolver o pensamento crítico, atividades investigativas e a tomada de decisão
sobre questões que envolvem o conteúdo de ciências, relacionando-o com
aspectos da Tecnologia, Sociedade e Ambiente (MOREIRA; PEDRANCINI, 2016).
Diante do exposto, este trabalho objetiva avaliar as potencialidades das
atividades propostas numa sequência de ensino e aprendizagem ou sequência
didática (SD) sobre a temática Água, elaborada com base na abordagem de
Resolução de Problemas, visando contribuir para a construção de alguns conceitos
de ciências no Ensino Fundamental II.
O tema Água se mostra relevante diante dos problemas atuais enfrentados
pela sociedade, como escassez de água e a necessidade de conservação dos
recursos hídricos, o que sugere a importância de uma mudança de postura dos
indivíduos e da população sobre essas questões, buscando a garantia da própria
sobrevivência. Esse tema também potencializa a contextualização do processo de
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169- 188, mai./ago. 2019.
ensino e aprendizagem de Ciências, principalmente quando se busca articular o
conhecimento científico escolar com problemas reais que emergem da sociedade.
O ENSINO DE CIÊNCIAS NO ENSINO FUNDAMENTAL
A disciplina de ciências no Ensino Fundamental aborda conhecimentos que
são imprescindíveis à formação e ao desenvolvimento do aluno, pois são
conteúdos relacionados com o estudo dos fenômenos e eventos da natureza, do
universo, dos seres vivos e da matéria. Os conteúdos abordados referem-se à
diferentes áreas do conhecimento, tais como Biologia, Química, Física e
Geociências. Tradicionalmente, estes conhecimentos são apresentados nos livros
didáticos de maneira fragmentada. O programa escolar do nono ano do Ensino
Fundamental, por exemplo, é composto, geralmente, por conteúdos de Química e
Física que são desenvolvidos como se fossem disciplinas separadas e desconexas
(MILARÉ; ALVES FILHO, 2010; GRAMOWSKI et al., 2004).
Assim, notamos que normalmente o componente curricular de ciências não é
bem aceito pelos alunos, sendo considerado chato, de difícil compreensão e até
mesmo sem importância, pois não possibilita uma visão crítica e reflexiva do aluno
e do mundo ao seu redor (LIMA et al., 2016).
Nas orientações e concepções apresentadas nos documentos oficiais, sendo
eles: a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (BRASIL, 1996), as Diretrizes
Curriculares Nacionais (BRASIL, 2010) e os Parâmetros Curriculares Nacionais
(BRASIL, 1998), observa-se que há um consenso sobre a necessidade de uma
organização dos conteúdos no ensino de ciências, de forma a abandonar a
proposta fragmentada e buscar uma articulação entre os diversos conhecimentos
das suas diferentes áreas, para um melhor entendimento dos fenômenos naturais
pelos estudantes (GRAMOWSKI et al., 2004).
Nesse contexto, Chassot (2003, p. 91) defende que a alfabetização científica
deve ser considerada uma das dimensões para fomentar alternativas que
privilegiem uma educação mais comprometida. Conforme assinala o autor,
entender a Ciência nos permite, também, controlar e prever as transformações
que ocorrem na natureza. Dessa forma, poderemos fazer com que essas
transformações sejam conduzidas de forma a proporcionar uma melhor qualidade
de vida aos indivíduos.
Ainda segundo esse autor, a alfabetização científica pode ocorrer quando a
escola, em todos os níveis de ensino, cumprir com o seu papel de instrumentalizar
os indivíduos para que saibam utilizar os conhecimentos científicos adquiridos para
resolver problemas do cotidiano e tomar decisões responsáveis, reconhecendo
que a Ciência e suas produções tanto podem contribuir para a melhoria das
condições de vida da população, quanto podem trazer consequências negativas
para o ser humano e o seu meio (CHASSOT, 2003, p. 91).
Dessa forma, para introduzir a alfabetização científica e romper com a
fragmentação dos conteúdos que dificulta a aprendizagem e distancia a Ciência da
vivência dos alunos, é necessário um processo de ensino e aprendizagem que
privilegie pequenas investigações, atividades, ações, interações e
questionamentos na sala de aula, bem como estudos sobre as interações entre
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169- 188, mai./ago. 2019.
ciência, tecnologia e sociedade a partir de temas sociocientíficos (MUNFORD;
LIMA, 2007).
ENSINO DE CIÊNCIAS POR INVESTIGAÇÃO
De acordo com Abreu (2008), o ensino com base na investigação e na
resolução de problemas é uma das abordagens didáticas que podem contribuir
para a alfabetização científica no contexto escolar. Entretanto, para que essas
abordagens alcancem o objetivo esperado é necessário que os alunos tenham
consciência do que estão aprendendo.
Nessa perspectiva, Suart (2008) define uma abordagem investigativa como:
Aquelas atividades nas quais os alunos não são meros espectadores e
receptores de conceitos, teorias e soluções prontas. Pelo contrário, os alunos
participam da resolução de um problema proposto pelo professor ou por eles
mesmos; elaboram hipóteses; coletam dados e os analisam; elaboram
conclusões e comunicam os seus resultados com os colegas. O professor se
torna um questionador, conduzindo perguntas e propondo desafios aos
alunos para que estes possam levantar suas próprias hipóteses e propor
possíveis soluções para o problema (STUART, 2008, p. 27).
Segundo Carvalho (2018), o ensino por investigação é compreendido como o
ensino dos conteúdos, no qual o professor propõe para os alunos as seguintes
condições em sala de aula: pensar, considerando a estrutura do conhecimento;
falar, evidenciando seus argumentos e conhecimentos construídos; ler,
entendendo criticamente o conteúdo lido; escrever, mostrando autoria e clareza
nas ideias expostas. Sasseron (2018) destaca cinco elementos presentes no ensino
por investigação, tais como: o papel intelectual e ativo dos estudantes; a
aprendizagem para além dos conteúdos conceituais; o ensino por meio da
apresentação de novas culturas aos estudantes; a construção de relações entre
práticas cotidianas e práticas para o ensino; a aprendizagem para a mudança
social. Assim, observa-se que é necessária uma mudança de papel tanto do aluno
quanto do professor, o qual passa de detentor do conhecimento para mediador.
Corroborando com este entendimento, Carvalho (2013) afirma que o ensino
de Ciências por investigação tem como objetivo criar um ambiente investigativo
na sala de aula, de modo que o ensino vise conduzir e mediar os alunos no processo
simplificado do trabalho científico para que eles possam gradualmente ir
desenvolvendo a cultura científica no espaço escolar. Nesse sentido, as aulas
devem ser planejadas de maneira a proporcionar condições para que os alunos
expressem seus conhecimentos prévios para iniciar a construção dos novos,
apresentando ideias próprias e discutindo-as com seus colegas e com o professor.
Dessa maneira, os alunos partem gradativamente do conhecimento cotidiano para
o conhecimento científico escolar, adquirindo condições para compreenderem os
conhecimentos já estruturados por gerações anteriores.
Ensinar por investigação significa fazer uma aproximação dos conhecimentos
científicos com os conhecimentos escolares, mobilizando a ação do aluno nas
atividades propostas em sala de aula (VIEIRA, 2012). Nesse viés, esse modelo de
ensino surge, no contexto desse trabalho, como uma proposta que contempla o
objetivo atual da educação básica voltada para a formação de cidadãos. De acordo
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169- 188, mai./ago. 2019.
com Sasseron (2018), o ensino por investigação é uma abordagem didática que
associa às ações e às práticas realizadas pelo professor para a proposição de
estratégias e atividades aos alunos, sendo necessária a autonomia intelectual dos
estudantes para a investigação de problemas (CARVALHO, 2013). Nessa direção,
esta abordagem didática é focada no aluno e tem como finalidade a aprendizagem
por meio da introdução e resolução de problemas ou enigmas que estimulem o
desenvolvimento de habilidades conceituais, procedimentais e atitudinais nas
diversas áreas do conhecimento.
A ABORDAGEM DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS (ARP)
A ARP é considerada uma metodologia de ensino e aprendizagem centrada no
aluno que estimula o desenvolvimento de suas habilidades para conduzir e
participar de atividades de pesquisa, integrando os conhecimentos teóricos e
práticos, além da aplicação de estratégias e conhecimentos para desenvolver uma
solução viável para um determinado problema (LOPES et al., 2011; AMADO, 2015;
BATINGA; TEIXEIRA, 2014).
A ARP se situa no contexto e engloba características do ensino por
investigação, tendo como objetivo desenvolver a autonomia dos alunos e a
aprendizagem de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais. Para isso,
parte dos conhecimentos pré-existentes dos alunos durante o processo de
resolução de problemas.
A resolução de problemas (RP) baseia-se na apresentação e resolução de
problemas reais ou fictícios (BATINGA; TEIXEIRA, 2014) que exigem dos alunos uma
atitude ativa e um esforço para encontrar respostas adequadas ao contexto dos
problemas a ser resolvidos. Nesse sentido a RP visa ensinar os alunos a resolver
diferentes problemas, e nesse processo eles aprendem conteúdos teóricos e
práticos inerentes à resolução dos problemas propostos em diversas áreas do
conhecimento (GOI; SANTOS, 2003). Segundo Pozo (1998), ensinar os alunos a
resolver problemas significa torná-los aptos a encontrarem por si mesmos
respostas às perguntas que eles precisam responder, ao invés de esperar uma
resposta já elaborada por outros e transmitida pelo livro-texto ou pelo professor.
A resolução de problemas pode ser compreendida como uma estratégia de
ensino e aprendizagem que considera os aspectos relativos à vivência de um
contexto conhecido pelos alunos na proposição e no processo de resolução de
problemas. Isso promove uma maior aproximação dos problemas postos, em
especial nas aulas de Ciências e Química, com a realidade dos alunos em seu
cotidiano e com os problemas reais que a sociedade enfrenta (BATINGA; TEIXEIRA,
2014).
A palavra problema pode ser associada a diferentes significados, entretanto,
muitas vezes no contexto escolar não se faz uma distinção clara entre exercício e
problema. Para abordar a Resolução de Problemas na sala de aula, é fundamental
deixar claro a diferença entre esses dois termos. O exercício pode ser solucionado
de forma imediata utilizando mecanismos que levam à resposta, priorizando a
memorização de regras, equações e fórmulas. Os exercícios são solucionados com
base no uso de técnicas e habilidades aprendidas que, em consequência da
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169- 188, mai./ago. 2019.
prática, se transformam em uma rotina (LOPES, 1994; POZO, 1998; BATINGA;
TEIXEIRA, 2014).
Para Leite e Esteves (2005), problema é um enunciado que apresenta um
obstáculo a ser solucionado, sem uma fórmula a ser seguida, e que pode ter mais
de uma solução possível ou não ter solução. D’Ambrósio (2010, p. 1) afirma que
“problema é uma situação, real ou abstrata, ainda não resolvida, em qualquer
campo do conhecimento e de ação”. Pozo (1998) define problema como uma
situação na qual não dispomos de procedimentos automáticos que permitam
solucioná-la de forma imediata, sem exigir, de alguma forma, a reflexão ou tomada
de decisão sobre os passos a serem seguidos para chegar a solução. Há entre esses
autores a ideia de que problema é uma situação para a qual não se possui os
conhecimentos necessários para solucionar de forma imediata, exigindo uma
atitude do aluno para superar esse obstáculo. Para Goi e Santos (2003), problemas
são desafios dotados de características que instigam a capacidade de raciocínio, e
também que põem à prova a capacidade de criar, de decodificar informações, de
relacionar e planejar procedimentos adequados para a sua resolução.
A TEMÁTICA ÁGUA NO ENSINO DE CIÊNCIAS NO ENSINO FUNDAMENTAL II
A água é um recurso natural essencial para a sobrevivência dos seres vivos,
precisamos dela para diversas atividades do nosso dia a dia, como: cozinhar
alimentos, saciar nossa sede, higienização de nosso corpo, para limpeza doméstica,
dentre outras atividades. Entretanto, a água sem tratamento adequado pode
causar diversas doenças, pois pode possuir substâncias químicas (agrotóxicos) ou
microrganismos (bactérias, vírus e protozoários) que causam doenças. As
principais doenças causadas por água contaminada são: cólera, hepatite A,
leptospirose, amebíase, febre tifoide e esquistossomose. Além disso, existem
doenças que são transmitidas por insetos que nascem na água ou que picam
próximos a fontes de água. Dentre essas doenças, podemos destacar a dengue, a
febre amarela e a malária. Sendo a água tão importante para nossa vida e estando
esse recurso em risco no nosso planeta, constitui-se em um tema relevante e que
permite trazer para o contexto os conceitos químicos e a formação de um
pensamento crítico e reflexivo (DIAS, 2016).
De acordo com Gozer (2012), o tema água é considerado importante no
ensino de ciências, pois permite problematizar situações da realidade do aluno.
Assim, deve estar presente no contexto educacional, com enfoque na ética e na
formação do cidadão consciente do lugar que ocupa no mundo, que parte do local
e se relaciona com o global. Os PCN de Ciências Naturais também abordam a
necessidade de trabalhar a importância dos recursos hídricos para os seres vivos,
envolvendo assuntos como: formas de aproveitamento da água; o desperdício; a
reutilização; a qualidade; o tratamento e a distribuição da água e os processos
vitais mais importantes dos quais a água faz parte (BRASIL, 1998).
A água normalmente aparece nos programas de Química quando são tratados
conteúdos como separação de misturas, substância pura, ligações químicas,
soluções, forças intermoleculares, polaridade, geometria e ácidos/bases.
Entretanto, devido à forma como esses conteúdos são abordados - por meio de
um ensino voltado para transmissão-recepção - os alunos não conseguem associar
a água trabalhada na aula com a água do seu dia a dia (QUADROS, 2004).
ACTIO, Curitiba, v. 4, n. 2, p. 169- 188, mai./ago. 2019.
De acordo com Torralbo (2009), existem diversas propostas de ensino de
Química a partir do tema água, porém, a autora chama a