Ações de professoras de química para a manifestação de conhecimentos de natureza da ciência dos estudantes: uma análise em um contexto de ensino fundamentado em modelagem

Abstract

Pesquisadores da Educação em Ciências têm demonstrado uma crescente preocupação com a forma como os contextos de sala de aula podem contribuir para a alfabetização científica, informada e holística. Uma das abordagens que promove esse desenvolvimento é a Educação Científica Fundamentada em Modelagem (ECFM), conforme proposta por Gilbert e Justi (2016). A partir de uma lacuna identificada na literatura, nos propusemos a investigar as ações e interações empregadas por professoras de Química que resultaram na manifestação de conhecimentos sobre a Natureza da Ciência (NdC) dos estudantes, em um contexto de ECFM. Essa pesquisa analisou dados previamente coletados na aplicação de uma sequência didática que envolveu três contextos de ensino: cotidiano, científico e sociocientífico, para o tema plásticos. Essa coleta foi feita por pesquisadoras do grupo REAGIR – modelagem e educação em ciências no ano de 2017. Esse projeto analisou o corpus documental referente ao contexto de ensino cotidiano, uma vez que essa pesquisa se deu ao longo da pandemia da COVID-19, impedindo a aplicação de uma sequência didática de modo presencial. A aplicação da atividade de ensino foi conduzida por uma professora e duas pesquisadoras, em uma escola da rede federal da região metropolitana de Belo Horizonte, para 13 estudantes voluntários que cursavam o 3º ano do ensino médio. A partir do registro em vídeo da aplicação das atividades, foi elaborado um estudo de caso. Esse estudo de caso foi posteriormente analisado à luz de dois referencias: Modelo de Ciência para Educação em Ciências v.3 (Santos, 2023) para a identificação dos aspectos de NdC manifestados ou vivenciados pelos estudantes ao longo das atividades; e do Diagrama Modelo de Modelagem v.2 (Gilbert; Justi, 2016), para delimitarmos as influências da condução das professoras em relação ao desenvolvimento das etapas da modelagem. Como resultados, caracterizamos 5 tipos de questões e/ou reflexões que as professoras aplicaram com a intenção de os estudantes manifestarem aspectos de NdC. Tais questões eram do tipo (i) metacientíficas (QMT); (ii) que envolviam revisão de um conhecimento científico (QCC); (iii) que geravam revisão nos modelos (QRM); (iv) que envolviam o conhecimento prévio do estudante (QCP); e (v) que envolviam explicitamente etapas do processo de modelagem (QPM). Concluímos que, a partir dessas questões e das contribuições do nosso referencial de análise, a maioria das ações das professoras mantinham uma relação significativa na mobilização de aspectos relacionados à natureza da Ciência. As discussões motivaram os estudantes a externalizar e ampliar suas visões sobre a natureza epistêmica do conhecimento científico. Essas observações se concretizaram com as etapas de modelagem conduzindo ações mediadas para essas manifestações de NdC. Portanto, criamos um produto educacional para auxiliar professores de Química a promover atividades que permitam aos estudantes vivenciar práticas científicas e/ou epistêmicas, ampliando suas visões sobre Ciência. Palavras-chave: Questões de Professores. Natureza da Ciência. Educação Científica Fundamentada em Modelagem. Educação Científica Autêntica.Science education researchers have shown growing concern about how classroom contexts can contribute to informed and holistic scientific literacy. One of the approaches that promotes this development is Model-Based Science Learning (MBSL), as proposed by Gilbert and Justi (2016). Addressing a gap in the literature, we set out to investigate the actions and interactions employed by Chemistry teachers that resulted in the manifestation of students' Nature of Science (NOS) knowledge in an MBSL context. This research analyzed previously collected data from the implementation of a teaching sequence. This sequence encompassed three teaching contexts: everyday, scientific, and socioscientific, all centered around the topic of plastics. Data collection was conducted by researchers from the REAGIR group – modeling and science education in 2017. This project examined the corpus documental related to the everyday teaching context, as the research took place during the COVID-19 pandemic, preventing the in-person implementation of a teaching sequence. The teaching activity was carried out by three researchers in a federal school in the metropolitan region of Belo Horizonte, involving 13 volunteer students in their 3rd year of high school. A case study was created using video recordings of the teaching activities. This case study was subsequently analyzed using two references: the Science Model for Science Education v.3 (SANTOS, 2023) to identify NOS aspects manifested or experienced by students during the activities, and the Modelling Model Diagram v.2 (GILBERT and JUSTI, 2016) to delimit the influences of the teachers actions on the development of the modeling stages. As a result, we identified five types of teacher-generated metascientific questions (MQ) and reflections that teachers used to encourage students to manifest NOS aspects. These five types questions were: (i) metascientific questions (MQ); (ii) questions that involved the review of scientific knowledge (CQ); (iii) questions that led to revisions in models (RM); (iv) questions related to students' prior knowledge (PKQ); and (v) questions that explicitly involved modelling process stages (MPQ). We concluded that, through these questions and the contributions of our analytical framework, most of the teachers' actions maintained a significant connection to the mobilization of aspects related to the Nature of Science. Discussions with the students motivated them to externalize their views on the epistemic nature of scientific knowledge or even to construct an expanded view of this process. All these observations only materialized as the modelling stages led to mediated actions for these manifestations of NOS. Considering the nature of this work, we have developed an educational product aimed at supporting Chemistry teachers in conducting teaching activities as part of our objectives. These activities aim to enable students to experience scientific and/or epistemic practices, with the aim of expanding their views on science. Keywords: Teacher Questions. Nature of Science. Scientific Model-Based Science Education. Authentic Scientific Education.