UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Letícia Pozzuto
Taciana Borba Micheletti
Uma proposta de perfil conceitual para o conceito de fotossíntese
Orientadora: Profª. Drª. Rosana dos Santos Jordão
São Paulo
2011
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UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Letícia Pozzuto
Taciana Borba Micheletti
Uma proposta de perfil conceitual para o conceito de fotossíntese
Trabalho de Conclusão de Curso de
Ciências Biológicas apresentado ao
Centro de Ciências Biológicas e da
Saúde da Universidade Presbiteriana
Mackenzie, como requisito para a
obtenção do grau de Licenciado em
Ciências Biológicas.
Orientadora: Profª. Drª. Rosana dos Santos Jordão
São Paulo
2011
3
“[...] Vamos rir, chorar e aprender. Aprender especialmente como
casar Céu e Terra, vale dizer, como combinar o cotidiano com
surpreendente,
a
imanência
opaca
dos
dias
com
a
transcendência radiosa do espírito, a vida na plena liberdade
com a morte simbolizada como um unir-se com os ancestrais, a
felicidade discreta nesse mundo com a grande promessa na
eternidade. E, ao final, teremos descoberto mil razões para viver
mais e melhor, todos juntos, como uma grande família, na
mesma Aldeia Comum, generosa e bela, o planeta Terra.”
Leonardo Boff
4
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, gostaríamos de agradecer a força maior que nos
permitiu viver este momento na terra, além de ter juntado duas pessoas com
propósitos parecidos, e que caminham em busca de respostas às suas
indagações. Juntas, pudemos descobrir e conhecer realidades diferentes,
experiências diversas e saberes tão distantes. A força e a paciência de ambas
foram imprescindíveis nessa caminhada.
Agradecemos
imensamente
a
oportunidade
da
Universidade
Presbiteriana Mackenzie de fazer parte do grupo de dicentes do Curso de
Ciências Biológicas, atualmente, e ao MackPesquisa pelo financiamento do
nosso grupo de pesquisa.
Agradecemos imensamente a nossa orientadora Rosana, que nos deu
todo o apoio e inspiração para prosseguirmos na licenciatura de maneira
prazerosa e determinada, apesar de termos consciência das dificuldades que
teremos que enfrentar nessa caminhada.
Gratidão às componentes que aceitaram fazer parte da banca e que
contribuirão para o nosso crescimento pessoal e profissional com uma visão
crítica do nosso trabalho, professora Maria Fernanda e professora Alessandra.
Também a todos os integrantes do grupo, que tornaram realidade o
sonho de fazer diferente. Além, claro, da professora Mariana e da ETEC Parque da Juventude, que compartilharam nossos resultados e conquistas.
Empenhamo-nos em desenvolver esse trabalho por vocês, pelos alunos e
principalmente por nós mesmas, em busca de desenvolver questões,
disponibilizar informações relevantes e ampliar os espaços de discussão para
uma sociedade justa, crítica e questionadora de nossos valores e modos de
vida.
Gostaríamos de expressar imensa gratidão à nossa família, por todo
apoio e reconhecimento de nosso esforço e dedicação, sem vocês não
chegaríamos aqui. Por mais distantes que estivemos, sentimos suas energias
positivas e confortadoras pairando sobre nós, principalmente nas horas mais
difíceis. Retribuímos com toda nossa admiração e conquista. Agradecemos
também as oportunidades que tivemos nas escolas que estudamos e as lições
de nossas vidas, que nos ensinaram e que nos fizeram ser o que somos hoje.
5
Além disso, um agradecimento especial vai ao Gilberto, pelo oferecimento de
seu precioso tempo e doação.
Agradecemos também à professora Magda e ao coordenador Adriano,
que também fizeram parte dessa história, nos ensinando e, principalmente, nos
ouvindo e compartilhando seus conhecimentos conosco.
Expressamos nossos agradecimentos por todo o carinho e compreensão
de nossos amigos, que estiveram do nosso lado nesta fase da vida. Todos
aqueles que passaram, mesmo que por um instante, mas deixaram marcas de
saudade e amor, que nutrem nossos corações.
Juntas,
crescemos,
amadurecemos,
fizemos
escolhas
e
nos
questionamos a cada instante. E a pergunta que nunca se calou foi - “Que
professor você quer ser?” - Hoje, podemos responder, que não seremos
perfeitas, mas faremos o melhor de nós, plantando sementinhas na mente pura
das crianças e colhendo esperança e atitude para a melhoria da educação do
nosso país.
6
Resumo
O presente trabalho atendeu à necessidade de se compreender os problemas
presentes no ensino de Biologia, especialmente em relação ao conceito de
fotossíntese. Optamos por analisar essa temática por meio da integração da
história de formação desse conceito, de doutrinas filosóficas e das concepções
alternativas de alunos do ensino médio. Nosso objetivo era propor um perfil
conceitual para o conceito de fotossíntese. Um teste foi elaborado e aplicado
nos 1º anos do Ensino Médio de uma escola técnica de São Paulo. As
concepções alternativas dos alunos sobre esse conceito foram identificadas e
utilizadas na elaboração de seu respectivo perfil conceitual, contendo cinco
zonas classificadas por nós como: Externa; Interna; Funcional; Relacional
(subdividida em Relacional de Variáveis e Relacional de Processo) e
Complexa. Além disso, identificamos obstáculos epistemológicos e ontológicos
que evidenciam lacunas e conflitos que dificultam a construção do
conhecimento do conceito de fotossíntese durante o processo de ensino e
aprendizagem.
Palavras chave: fotossíntese, perfil conceitual, obstáculo epistemológico,
obstáculo ontológico, ensino e aprendizagem de Biologia.
7
Abstract
This work focuses on the need for understanding problems concerning Biology
teaching, especially in relation to the concept of Photosynthesis. We have
chosen to analyze this issue through integration of the history of concept
formation, philosophical doctrines and alternative conceptions of students of a
secondary school. Our goal was to propose a conceptual profile towards the
photosynthesis concept. A test was elaborated and implemented in the first
years of a secondary school of a technical school of São Paulo. The alternative
conceptions of students about this concept were identified and used in the
elaboration of their respective conceptual profile, holding five zones classified
by ourselves as: External; Internal; Functional; Relational(subdivided in
Relational of Variables and Relational of Process); and Complex. Besides, it
was identified ontological and epistemological obstacles which showed gaps
during the teaching and learning process.
Key words: Photosynthesis, Conceptual Profile, epistemological obstacle,
ontological obstacle, and Biological Science teaching and learning process.
8
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 9
2. OBJETIVOS .............................................................................................. 12
3. REFERENCIAIS TEÓRICOS .................................................................... 13
3.1.
A natureza da ciência .......................................................................... 13
3.2
A filosofia da ciência e a construção do perfil epistemológico ............. 14
3.3
O perfil epistemológico e seus obstáculos .......................................... 18
3.4
O perfil conceitual................................................................................ 20
3.5
Obstáculos ontológicos e o modelo de mudança conceitual ............... 21
3.6
O perfil conceitual e os obstáculos ontológicos e epistemológicos ..... 25
3.7
A fotossíntese ..................................................................................... 27
4. METODOLOGIA ........................................................................................ 31
4.1
Contexto da pesquisa.......................................................................... 31
4.2
Elaboração do teste ............................................................................ 32
4.3
Aplicação do teste ............................................................................... 34
4.4
Escolha da sala ................................................................................... 34
4.5
Elaboração do perfil ............................................................................ 36
4.6
Identificação dos obstáculos epistemológicos e ontológicos .............. 37
4.7 Aplicação do perfil conceitual de fotossíntese nas questões fechadas
do teste ......................................................................................................... 37
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................ 38
5.1
Elaboração do perfil conceitual de fotossíntese ..................................... 38
5.2
Obstáculos epistemológicos para o conceito de fotossíntese ............. 43
5.3
Obstáculos ontológicos para o conceito de fotossíntese..................... 46
6. CONCLUSÕES ......................................................................................... 52
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 54
8. APÊNDICES .............................................................................................. 56
APÊNDICE 1- Questões abertas do teste..................................................... 56
APÊNDICE 2- Questões fechadas do teste .................................................. 57
APÊNDICE 3- Carta de informação enviada aos pais ou responsáveis dos
alunos da ETEC – Parque da Juventude ...................................................... 59
APÊNDICE 4- Tabulação das questões fechadas ........................................ 61
APÊNDICE 5- Categorização a partir do perfil conceitual de fotossíntese. .. 63
APÊNDICE 6 - Respostas dos alunos do 1º C à primeira questão aberta (1º
parte) do teste. .............................................................................................. 65
9
1. INTRODUÇÃO
Como forma de expressar o âmago da Educação e considerando-a
como um dos processos essenciais dentro de uma sociedade, temos como
princípio destacar a importância da relação do indivíduo com seu próprio
conhecimento. Partindo do pressuposto de que o ser humano é o único ser
capaz de compor, questionar e criar seus pensamentos, transpondo-os para a
realidade, deve-se valorizar o processo de ensino-aprendizagem como algo a
ser construído durante um determinado período de tempo, levando-se em
conta as particularidades individuais.
A educação vem sofrendo reformas desde o século passado, que
envolvem novas formas de entender o conhecimento e seu ensino (POZO e
ECHEVERRÍA, 2001). Como forma de interação, permite o desenvolvimento
crítico do indivíduo, capaz de julgar o que é bom ou não para si (CARVALHO,
2004). Essa nova visão traz uma novidade na maneira de dizer, interpretar e
validar um fazer educativo. Hoje, é possível ir mais afundo nas questões atuais,
transformando a educação em um momento de sensibilização e reflexão da
mesma. Isso será tratado no trabalho, quando abordarmos a importância do
conhecimento do aluno diante de seu próprio conhecimento, podendo assim,
avançar e evoluir seus conceitos sobre determinadas noções (BACHELARD,
2009; MORTIMER, 2000).
Partindo desse princípio, no Brasil, o campo abrangente da educação
sofreu influência de maior destaque na Pedagogia inaugurada por Paulo Freire
em meados dos anos 70, vista como atividade social de aprimoramento por
aprendizagem e pelo agir, vinculada aos processos de transformação social,
ruptura com o capitalismo e com formas opressoras de vida. Não trataremos
dele em nosso trabalho, mas julgamos importante citá-lo, por admirá-lo como
autor de grandes contribuições para a educação brasileira. A filosofia que se
baseia nos ideais de Freire classifica o ser humano como um ser inacabado, ou
seja, em constante mudança (GADOTTI, 2001).
É no sentido de mudança que optamos por seguir a linha do perfil
conceitual proposto por Mortimer (2000), que será desenvolvido ao longo deste
trabalho. Para tanto, é necessário levar em conta obstáculos de natureza tanto
epistemológica (BACHELARD, 2009), quanto ontológica (CHI, 1993), que são
10
essenciais na construção evolutiva do perfil. A proposta do perfil conceitual
opõe-se ao modelo de mudança conceitual, defendido por muitos autores,
especialmente da área de ensino de ciências, durante muito tempo. A diferença
entre os dois é que o modelo de mudança conceitual (MMC) prevê a
substituição de um conceito por outro, ao passo que o perfil conceitual assume
que há convivência de diversas versões de um conceito num mesmo indivíduo.
É importante ressaltar que para Mortimer (2000), os alunos precisam ter
consciência dos seus obstáculos e de seu perfil, como já citado sobre o próprio
conhecimento. Ele afirma que uma nova ideia hoje pode ser, no futuro, um
obstáculo para a resolução de um novo problema, o que nos faz pensar na
provisoriedade do conhecimento, algo que é inacabado. Sendo assim,
podemos fazer uma comparação entre o conhecimento pessoal e o
conhecimento científico, que é considerado por muitos autores como mutável.
A Ciência e o conhecimento científico também serão tratados nesta pesquisa,
juntamente com a filosofia da ciência e sua influência na construção dos
saberes científicos.
Mortimer (2000) inspirou-se nos trabalhos de Bachelard, que propôs o
perfil epistemológico, levando em conta apenas obstáculos de natureza
epistemológica. A utilização desse perfil como instrumento pedagógico pode
ajudar na tomada de consciência das principais dificuldades dos alunos, por
parte dos professores, uma vez que poderá incitar reflexões tanto sobre suas
atuações em sala de aula, quanto sobre seus erros e acertos, contribuindo
assim consideravelmente para a melhoria do processo de ensino e
aprendizagem (MARTINS, 2004).
É relevante mencionar que este estudo atende a demandas do grupo de
pesquisa sobre ensino de Biologia, do qual fazemos parte. A escolha do tema
fotossíntese está atrelada ao fato de ser um conceito de difícil compreensão
para os alunos e, consequentemente, complexo de ser abordado nas aulas do
Ensino Médio.
Com base nisso, optamos por dar continuidade a um trabalho anterior,
de uma das integrantes do grupo (BANDEIRA, 2011), que levantou as
concepções alternativas de alunos e professores para o conceito de
fotossíntese presentes na literatura. Percebemos a intensa ocorrência de
equívocos nessas concepções, vários relacionados a aspectos históricos da
11
construção desse conceito. Sendo assim, nosso principal objetivo foi propor
zonas para a construção do perfil conceitual de fotossíntese, a partir das
concepções alternativas apresentadas por alunos do 1º ano do ensino médio
de uma escola técnica de São Paulo, inspiradas nas doutrinas filosóficas
presentes na literatura.
12
2. OBJETIVOS

Propor zonas para a construção do perfil conceitual de fotossíntese, a
partir das concepções alternativas apresentadas por alunos do 1º ano do
ensino médio de uma escola técnica de São Paulo.

Detectar e descrever os obstáculos ontológicos e epistemológicos
apresentados por esses alunos.
13
3. REFERENCIAIS TEÓRICOS
O presente trabalho toma como referência autores que foram de grande
relevância para a execução da pesquisa. No referencial, partiremos do
significado da natureza da ciência, que será relacionada com a filosofia. Nesse
sentido, a filosofia da ciência é destacada como gancho para o perfil
epistemológico que, por sua vez, inspirou a construção do perfil conceitual.
Serão apresentados os obstáculos envolvidos na construção histórica do
conhecimento do conceito de fotossíntese, tanto epistemológicos, quanto
ontológicos. Por fim, abordaremos a questão da evolução conceitual e
aspectos importantes sobre o conteúdo de fotossíntese.
3.1.
A natureza da ciência
A ciência vem evoluindo com o passar do tempo, com o intuito de
explicar determinadas coisas que outras entidades não explicam ou até
contrapondo-as. A busca dessas respostas remete a uma série de novas
perguntas e é nesse vai e vem que as teorias são construídas e readaptadas.
A ciência é considerada por Popper uma verdade inalcançável, já que
teorias científicas são passíveis de serem confrontadas e refutadas a todo o
momento, tornando assim a ciência provisória (CHALMERS, 1995). Nesse
sentido, Bachelard (2009) complementa dizendo que a ciência está sempre
inacabada e pode ser entendida como a soma de evidências e fatos. Além
disso, a ciência serve a duas funções. Segundo Lewontin (2000), ela nos
fornece novas maneiras de manipularmos a matéria, alterando diretamente
nossa qualidade de vida e explica constantemente o porquê das coisas serem
do jeito que são.
Como forma de busca de explicações, o papel do cientista é
fundamental para elaborar questões e procurar as respostas correspondentes.
Nesse sentido, Bachelard (2009) afirma que “O espírito científico só se pode
construir destruindo o espírito não científico” (BACHELARD, 2009, pg. 13).
Nessa afirmação, o autor trata do espírito científico, que corresponde à
iniciativa e à atitude que o cientista deve ter diante das teorias científicas, seus
questionamentos e refutações em busca de conhecimento e das novas
14
respostas. Já o espírito não científico trata de características de aspecto
intuitivo. Agora que já explicitamos o significado de “espírito”, é importante
salientar que o autor o classifica diferentemente para o cientista e para o
filósofo. Entendemos que na afirmação de que o espírito científico só é
construído a partir da queda do não científico, o autor enfatiza a correlação da
filosofia e da ciência, exemplificando a evolução estrutural do espírito nas duas
vertentes. Por exemplo, diante de algo que se quer conhecer os cientistas
partem dos resultados particulares, já os filósofos partem dos princípios gerais,
além disso, estão sempre revendo o conceito estudado.
3.2
A filosofia da ciência e a construção do perfil epistemológico
A década de oitenta foi marcada pelo resgate de alguns autores como K.
Popper, T. Khun, I. Lakatos, S. Toulmin, L. Laudan e G. Bachelard, quando foi
inaugurada a subdisciplina de História e Filosofia da Ciência na Educação
Científica (MARTINS, 2006). As novas pesquisas que se realizavam tinham
como objetivo compreender as concepções dos alunos nos mais variados
temas sobre o conhecimento científico.
Partindo do pressuposto de que é possível compreendermos os
problemas no ensino da ciência por meio da análise da construção do
conhecimento, surge a necessidade de se aplicar uma filosofia, essencialmente
finalista e fechada, ligada a um pensamento científico, essencialmente aberto.
Como foi dito acima, a filosofia parte dos princípios e a ciência dos resultados.
A partir disso, é necessário que a filosofia, que tem por objetivo uma visão
ampla dos princípios de um determinado conceito, possa estreitar seus
saberes, assim como a ciência possa ampliá-los. Essa troca de papéis permite
uma relação ainda melhor das duas vertentes, para que se chegue a um
consenso na definição do conceito a ser estudado.
Nesse contexto, para se explicar a ciência é necessária uma filosofia
com dois pólos complementares, um que representaria a experimentação,
chamado de empirismo e outro que representaria a teoria, chamado de
racionalismo. Ambos caminham juntos, o empirismo precisa ser compreendido
e o racionalismo precisa ser aplicado. Portanto, se o primeiro não apresentar
leis concisas, o segundo não convencerá plenamente (BACHELARD, 2009).
15
Com base nesses princípios a filosofia da ciência vem como uma forma
de amenizar os diferentes problemas do pensamento científico, mais limitado,
como forma de contestação e questionamento a certas noções.
Um conceito científico específico pode ser interpretado sob várias
perspectivas filosóficas, tais como o realismo ingênuo, o empirismo claro e
positivista, o racionalismo clássico, o racionalismo complexo e o racionalismo
discursivo (BACHELARD, 2009). O autor explicou cada uma dessas
perspectivas em uma de suas obras: “A filosofia do Não - filosofia do novo
espírito científico”. A partir daí, propôs como seria a evolução filosófica do
conhecimento científico, que atravessa exatamente a ordem dessas doutrinas
filosóficas e caminha no sentido de uma coerência racional. Evidentemente, os
diferentes conceitos científicos não atingem os mesmos graus de maturidade
filosófica, ou seja, para se entender os conceitos científicos foi necessária a
utilização da filosofia como ferramenta de classificação da evolução desses
conhecimentos (BACHELARD, 2009).
Apresentamos a seguir cada uma das doutrinas filosóficas explicitadas
por Bachelard (2009) e, em seguida, sobre o significado e a constituição de um
perfil epistemológico.
A primeira doutrina filosófica abordada é o realismo ingênuo, que explica
um conceito por aquilo que se vê. Uma explicação simples dá sentido real à
noção. Uma das perspectivas do realismo é o animismo, que por sua vez,
procura dar forma a um conceito, atribuindo-lhe uma visão falsamente simples
e clara.
O empirismo claro e positivista vem a seguir com a proposta de trazer
um conceito associado à utilização de instrumentos. Ele se organiza de modo
que o instrumento precede a teoria, ou seja, utiliza-se um experimento como
comprovação de uma hipótese, para posteriormente formular-se a teoria.
As demais doutrinas filosóficas baseiam-se no racionalismo do tipo
kantiano, que traz principalmente a atitude do cientista de buscar uma
explicação para determinada questão, esclarecendo dúvidas. No entanto,
quando ao se propor uma explicação, podem surgir novos questionamentos, o
que proporciona uma mudança constante na construção e estruturação do
conhecimento em questão.
16
A primeira delas chama-se racionalismo clássico, que define o conceito
a partir de um corpo de noções, que podemos classificar como variáveis
interdependentes que interferem diretamente no conceito ou no fenômeno em
questão. Essa correlação origina o termo complicação filosófica, ou seja, como
uma lapidação profunda do conceito realista, desenvolvendo assim os valores
racionalistas.
Em seguida, temos o racionalismo complexo que trata da substituição da
noção simples pela noção complexa do conceito. Portanto, ao apropriar-se
dessas noções torna-se possível a construção de conceitos progressivamente
mais complexos.
A quinta e última doutrina filosófica, o racionalismo discursivo, não
corresponde apenas à complicação das noções, mas sim da apresentação de
um conceito que até então não poderia ser aceito nas quatro filosofias
antecedentes. Ou seja, um conceito inteiramente novo, que não havia sido
pensado anteriormente, dando origem a algo diferente, que leva à pergunta –
porque não? – característica principal do novo espírito científico.
O racionalismo complexo e o racionalismo discursivo juntos compõem
uma doutrina filosófica, chamada ultra-racionalismo dialético, que permitiu que
o autor desenvolvesse a filosofia do não. Apesar do nome, o „não‟ não trata de
uma negação, mas sim de uma reorganização do saber, para uma construção
de conhecimento mais ampla, que possibilita pensar conceitos nunca antes
imagináveis. Essas teorias podem ser consideradas opostas às teorias
atualmente aceitas como verdade, mas se coordenadas a partir da filosofia do
não poderão, ao invés de serem sobrepostas causando conflitos, serem
justapostas,
complementando-se
e formando
assim
um conhecimento
totalmente novo, o que caracteriza a atitude contida no novo espírito científico
citada por Bachelard (2009).
Conforme citamos anteriormente, para se entender os conceitos
científicos, é necessária a utilização da filosofia como ferramenta de
classificação da evolução dos conhecimentos científicos. Por esse motivo,
Bachelard (2009) realizou um estudo sobre o conceito científico de massa,
visando traçar um perfil da maturação filosófica e histórica desse conceito. A
representação desse perfil é feita por meio de um gráfico de barras, em que no
eixo das abscissas estão dispostos os cinco níveis das filosofias científicas
17
organizadas em diferentes zonas, ordenadas progressivamente. Na ordenada
consta o valor de cada uma, indicando a frequência de utilização de
determinada noção. Essa representação das doutrinas filosóficas em ordem
progressiva de complexidade é chamada de perfil epistemológico. Podemos
construir perfis epistemológicos para os mais variados conceitos científicos. As
figuras 1a e 1b mostram os perfis epistemológicos particulares de Bachelard
para os conceitos de massa e de energia, respectivamente.
Fig. 1a. Perfil epistemológico da noção pessoal de Bachelard sobre o conceito de
massa (BACHELARD, 2009, pg.41).
Fig. 1b. Perfil epistemológico da noção pessoal de Bachelard sobre o conceito de
energia (BACHELARD, 2009, pg.42).
É importante salientar que o perfil é individualizado, ou seja, outras
pessoas poderiam apresentar perfis diferentes para esse mesmo conceito.
18
Ressaltamos que o perfil epistemológico sempre se refere a um conceito
designado e é válido apenas para um espírito em particular. Podemos, então,
dizer que o eixo em que estão presentes as doutrinas é real e contínuo e
corresponde exatamente ao desenvolvimento do conhecimento de determinado
conceito do indivíduo (MORTIMER, 2000).
Sendo assim, um conhecimento localiza-se em uma filosofia particular,
mas não unicamente nela, podendo percorrer níveis filosóficos variados
conforme seu desenvolvimento, corroborando assim um pluralismo filosófico,
ou
seja,
uma
hierarquização
filosófica
do
conhecimento
científico
(BACHELARD, 2009).
3.3
O perfil epistemológico e seus obstáculos
A epistemologia é o estudo da gênese e do desenvolvimento do
conhecimento (BECKER, 1994). Consiste numa filosofia das ciências em que
se constrói historicamente os conceitos que se desenvolvem em determinado
campo científico.
Segundo Becker (1994) a linguagem epistemológica é composta pela
relação entre sujeito e objeto, em que o sujeito é o centro do conhecimento e o
objeto tudo aquilo que o rodeia, capaz de servir como instrumento para a
construção do conhecimento. O autor ainda afirma que o não-sujeito seria o
meio físico e social, que poderia influenciar a recepção do sujeito ao objeto.
Como foi dito, a percepção pode ser influenciada e sofrer uma
interferência considerável para que haja o desenvolvimento da evolução do
conhecimento científico. Essas interferências são consideradas obstáculos
epistemológicos.
Considerando
essas
interferências,
Bachelard
(2009)
propôs
a
construção de um perfil epistemológico e desenvolveu cada uma das doutrinas
filosóficas apresentadas anteriormente, a partir da identificação dos respectivos
obstáculos
epistemológicos.
Estes
correspondem
a
entendimentos
equivocados durante o processo histórico de formação de determinado
conceito, que podem dificultar a construção e estruturação do conhecimento
19
científico (MARTINS, 2006). A superação do obstáculo epistemológico é
essencial para o avanço do conhecimento.
Martins (2006) realizou a análise da obra “A formação do espírito
científico” (BACHELARD, 1996), em que Bachelard propõe sete categorias de
obstáculos epistemológicos.
O primeiro deles decorre da Observação Primeira, que se relaciona à
compreensão do conceito a partir da visão dos fatos, antes das razões.
O segundo obstáculo epistemológico é denominado Conhecimento
Geral, que leva o indivíduo a uma generalização, a uma explicação do todo
com a sensação de tudo saber. Souza (2002) complementa dizendo que o
conceito, nesse caso, apresenta-se fragmentado e incompleto.
O terceiro obstáculo, Animista, consiste na abstração e na intuição do
pensamento para determinado conceito. Além disso, procura dar forma a um
conceito, atribuindo-lhe uma visão falsamente simples e clara. Esses três
obstáculos carregam características que podem ser observadas no realismo
ingênuo, quando se explica um conceito por aquilo que se vê. O obstáculo
pode ser reforçado pelo uso de analogias, por exemplo, a partir da construção
de um modelo para a explicação de algo. Isso remete à exclusão de outras
vertentes envolvidas, podendo levar ao erro conceitual (MORTIMER, 2000).
O quarto é o Obstáculo Verbal que considera a própria palavra como um
obstáculo para o avanço do conhecimento, pois pode trazer consigo o sentido
equivocado de significado e função (SOUZA E ALMEIDA, 2002). A
denominação do conceito leva à formação de uma única imagem concretizada,
que pode gerar divergências de sentido do conceito em questão (MARTINS,
2006). Esse obstáculo aproxima-se bastante do obstáculo apresentado
anteriormente por ser caracterizado também pela generalização de conceitos.
Além disso, pode estar presente no racionalismo clássico, quanto à confusão
de significado da origem do nome de cada variável que faz parte do
entendimento do determinado conceito. Cada variável é particular, porém o
obstáculo está presente, quando não se faz a distinção da variável no todo,
nem a influência do todo na variável.
O autor ainda destaca o quinto obstáculo, chamado Pragmático, que
consiste na indução do utilitarismo para a funcionalidade dos conceitos,
levando a valorizações abusivas dos mesmos. Não traz a função como algo ao
20
acaso. Nesse sentido, pode estar relacionado ao racionalismo complexo, que
tem como base a aprimoramento de ideias pré-existentes. Além disso, tais
características podem ser observadas no empirismo claro e positivista que
permite que, através da experimentação, se defina a utilidade e a finalidade de
uma determinada hipótese.
O próximo obstáculo é chamado de Substancialista. Ele pode ser
caracterizado pelo acúmulo de adjetivos a um substantivo e também pela
apresentação das substâncias como algo subjetivo, afastando o pensamento
do caráter da objetividade (MARTINS, 2006). Este obstáculo pode ser
observado no realismo ingênuo, já que a visão substancialista possui raízes no
inconsciente, originalmente inatas ao indivíduo e, nesse sentido, podem assim
ser desenvolvidas a partir de conceitos externos (BACHELARD, 2009).
Segundo Martins (2006), o sétimo e último obstáculo é chamado de
Conhecimento Quantitativo. Utiliza-se a mensuração como instrumento para
tornar o conhecimento objetivo. Esta característica pode ser observada no
empirismo claro e positivista, que utiliza a padronização da linguagem para a
experimentação e comprovação de hipóteses.
O
conhecimento
desses
obstáculos
pelo
professor favorece
a
identificação das dificuldades de aprendizagem de um fenômeno ou conceito
pelos alunos. Desse modo, a partir do reconhecimento de suas dificuldades, a
abertura para romper com os obstáculos será de extrema importância nesse
processo (MORTIMER, 2000).
3.4
O perfil conceitual
A partir do perfil epistemológico de Bachelard (2009), Mortimer (2000)
elaborou a ideia de perfil conceitual. Ele organizou categorias para o conceito
de átomo, considerando aspectos ontológicos e epistemológicos para cada
uma de suas zonas. O autor trabalhou com quatro zonas adaptadas,
apresentando os obstáculos presentes em cada uma. Baseado nos estudos de
Piaget, Mortimer apresentou a equilibração como o processo pelo qual o
indivíduo constrói seu conhecimento, a partir da relação da assimilação, que é
a incorporação de um conceito externo, com a acomodação, que, por sua vez,
possibilita considerar as particularidades daquele mesmo conceito. Para
21
complementar, usou os termos lacunas e conflitos, relativos aos dois processos
descritos, respectivamente. A lacuna é responsável por classificar as
perturbações que um novo conceito é capaz de trazer e o conflito é o processo
pelo qual o indivíduo tem a dificuldade de relacionar as ideias que já possui,
com o novo conceito. Nesse sentido, Mortimer (2000), foi capaz de traçar os
obstáculos que são explícitos pelos conflitos e pelas lacunas, que por sua vez,
permitem a detecção da origem do erro conceitual.
Nesta altura, é importante reforçar que Bachelard (2009), na construção
de seu perfil epistemológico é guiado pela questão dos obstáculos, afirmando
que eles podem ser adquiridos durante a aprendizagem de certos conceitos e
que,
consequentemente,
podem
atrapalhar
o
desenvolvimento
do
conhecimento. Ele afirma que os obstáculos epistemológicos, embora inerentes
ao ato de conhecer, são possíveis de serem superados, permitindo o
desenvolvimento do conhecimento.
Além dos obstáculos epistemológicos, Mortimer (2000) ressalta a
relevância dos ontológicos para a aprendizagem. Faz-se, portanto, necessário
distinguir os obstáculos epistemológicos dos ontológicos.
3.5
Obstáculos ontológicos e o modelo de mudança conceitual
A ontologia é a filosofia que estuda a natureza de um conceito,
caracterizada pela sua origem, ou seja, por sua essência. Para compreender a
natureza do conceito é necessário considerar tudo o que o envolve e que o
influencia, além de suas características particulares.
Conforme descrevemos anteriormente, assim como há obstáculos
epistemológicos que podem dificultar os processos de aprendizagem e a
construção de conhecimento, há também dificuldades ontológicas que podem
ser consideradas obstáculos ontológicos. A partir do processo de construção
do conceito, o indivíduo pode atribuir ao mesmo, características diferentes
daquelas que correspondem à sua natureza real, dando origem a um obstáculo
ontológico.
De acordo com Chi (1993), a natureza do conceito pode distinguir-se a
partir de suas peculiaridades, categorizando cada uma como Matéria, Processo
e Abstração. A atribuição do obstáculo é exemplificada no trabalho de Amaral e
22
Mortimer (2001), dizendo que o homem, considerado matéria, pode participar
de uma corrida, que corresponde a um processo. Essa relação é caracterizada
por “homens em movimento”. No entanto, os homens não podem se
transformar em corridas, ou seja, uma categoria não pode se transformar em
outra, neste caso, matéria não pode ser considerada como evento.
Nesse sentido, são definidas duas formas de compreensão da realidade:
intrínseca e psicológica (CHI, 1993). Na intrínseca, a natureza do conceito é
responsável por representar as características de cada categoria, já que é
influenciada por diferentes leis. No entanto, essas características não são
mutáveis dentro das categorias, sendo muito particulares. O obstáculo se dá
quando
ocorre
a
má
interpretação
das
características
do
conceito,
considerando-o em categoria diferente daquela a que ele realmente
corresponde.
A fotossíntese, por exemplo, é considerada um processo por depender
de variáveis que agem em co-relação. Nesse processo, há entrada de gás
carbônico (CO2) e saída de oxigênio (O2). Porém, é possível observar que a
maioria das pessoas considera
esse
fenômeno
como
matéria,
pela
incompreensão das características envolvidas nesse conceito.
A realidade psicológica, por sua vez, depende da interpretação das
características da natureza dos conceitos que definem categorias. Não se pode
transformar uma categoria em outra a partir da utilização de mecanismos
psicológicos, como alteração, supressão ou adição de características ao
conceito (AMARAL e MORTIMER, 2001). Enfatizamos que ocorre um
obstáculo ontológico quando há manipulação das características predicativas
do conceito para correspondê-la a uma categoria diferente da original. Como
exemplo, ainda citando o processo de fotossíntese, é possível observarmos
que há pessoas que acreditam que esse processo ocorre somente “com a
finalidade” de produzir oxigênio (O2) para a respiração humana.
As categorias Matéria, Processos e Abstrações propostas por Chi
(1993), são subdivididas em categorias menores. Abordaremos aqui somente
algumas das subcategorias, já que apenas essas fundamentam nosso trabalho.
Pode-se compreender a categoria Matéria como tudo aquilo que possui
massa e ocupa lugar no espaço, possuindo características qualitativas
específicas. Esta categoria se subdivide em conceitos que englobam o mundo
23
Natural, que correspondem a fatores bióticos e abióticos que constituem o
planeta, por exemplo, animais, plantas, rochas, vento; ou o mundo Artificial,
que
seria
a
utilização
dos
fatores
anteriormente
citados,
para
o
desenvolvimento de matérias de origem antrópica, como por exemplo,
lâmpada, porta, etc.
A categoria Processos pode ser definida como uma ação ou um conjunto
de ações com um propósito em comum. Encontramos subcategorias como
Evento, Procedimento e Interação Não Causal.
Dentro da subdivisão Interação Não Causal encontramos processos em
que as relações entre seus componentes ocorrem espontaneamente e não em
função de agentes externos ou internos. Não há intenção de controlá-los. Por
isso, podem ser caracterizados como um processo cíclico. Ao contrário, na
subcategoria Procedimento estão os processos em que há uma ordem
sequencial dos componentes de forma linear, o que influencia diretamente no
resultado final. A categoria Evento é caracterizada por um processo
determinado por apresentar início e fim, sendo que o resultado não é alterado
com a ordem dos fatores.
Finalmente, a categoria Abstração é o resultado da observação de um
fenômeno ou conceito, gerando a generalização dos conceitos. Pode ser
subdividida em Emocional, que tem relação com sensações e sentimentos e
Intencional, caracterizada pelo querer ver (CHI, 1993).
Para Chi (1993) o conhecimento conceitual existente no indivíduo é
composto pelas categorias citadas. A teoria básica é que irão, portanto, tentar
assimilar novos conceitos atribuindo a eles propriedades dessas categorias. Os
conceitos novos de ciência pertencentes a uma dessas categorias são mais
fáceis de serem aprendidos do que conceitos que não pertencem.
Partindo do pressuposto de que as concepções alternativas dos alunos
englobam tanto obstáculos epistemológicos como ontológicos, alguns estudos
procuraram descrever sua influência no processo de aprendizagem.
Na área do ensino de ciências, um dos modelos que teve bastante
impacto nas pesquisas foi o modelo de mudança conceitual (MMC). Para esse
modelo consideram-se quatro condições a serem desenvolvidas: insatisfação
com as concepções pré-existentes, inteligibilidade da nova concepção,
plausibilidade inicial dessa nova concepção e, por fim, o novo conceito deve
24
ser frutífero. De acordo com tal modelo, uma vez estabelecido o conflito
cognitivo e tendo-se os quatro pressupostos obedecidos, ocorreria a mudança
conceitual, isto é, a substituição dos conhecimentos prévios pelos científicos
(MARTINS, 2006).
Estudos posteriores propuseram que a aprendizagem não se dá
necessariamente por mudanças conceituais, já que é possível a convivência de
diferentes concepções sobre determinado conceito no mesmo sujeito. Mortimer
(2000), com a proposta do perfil conceitual, afirma que não há propriamente
uma superação de idéias prévias, sugerindo assim não a ocorrência de
mudança conceitual, mas sim de mudança no perfil conceitual.
Concordamos com Mortimer (2000) quando diz que é possível
convivermos com ideias diferentes sobre um determinado conceito ao longo do
tempo, ou seja, a superação de obstáculos e/ou a progressão filosófica no perfil
não implica no desaparecimento de concepções anteriores,
pois as
concepções tendem a permanecer latentes.
A partir disso, em determinados contextos, observa-se que mesmo
cientistas que possuem compreensões presentes nas últimas zonas do perfil,
apresentarão conceitos do realismo ingênuo. Uma situação exemplificada pelo
autor é a questão da balança, quando se compara a massa e o peso. No caso,
a massa é uma grandeza física expressa em gramas (g), quilogramas (Kg) ou
toneladas (T) e tem como instrumento de medida a balança. Ao contrário do
peso, que depende de variáveis, resultando do produto da aceleração da
gravidade com a massa, expresso por newtons (N), ou quilograma-força (kgf)
(TORTORA et. al, 2007). É muito difícil que um indivíduo, ao ir à farmácia para
saber com quantos quilogramas está, peça para medir sua massa.
Provavelmente, dirá que quer se pesar, por mais que tenha consciência de que
essa frase é conceitualmente incorreta. Nesse sentido, esse é um bom
exemplo da importância de termos consciência de que as ideias podem
conviver no nosso dia-a-dia.
25
3.6
O
perfil
conceitual
e
os
obstáculos
ontológicos
e
epistemológicos
Tomando como base ambos os tipos de obstáculos, Mortimer (2000)
propôs um perfil conceitual para o conceito de átomo. A primeira zona desse
perfil foi chamada de Sensorialista. Corresponde a aquilo que se pode ver,
sentir, algo ligado à intuição. O obstáculo de natureza ontológica presente é
negação dos espaços vazios entre os átomos. Essa zona pode ser relacionada
com a do realismo ingênuo proposta por Bachelard (2009), caracterizada pela
presença de ideias básicas, de senso comum, isto é, de conhecimentos
reproduzidos.
A segunda zona do perfil é a Substancialista. Nela o átomo é visto como
grãos da matéria que podem mudar de estado físico e químico, a qual é
possível definir e classificar a matéria em estados sólido, líquido e gasoso. Ou
seja, é dada uma característica macroscópica às partículas e, geralmente, não
considera os espaços vazios entre os átomos. Nesse caso, o obstáculo
epistemológico presente é a ausência da visão apropriada do modelo. Essa
característica é típica do realismo proposto por Bachelard (2009), pois
considera-se as partículas como cópia da realidade. Outra característica pode
ser envolvida com a atribuição de propriedades empíricas às partículas, ou o
Empirismo tratado por Bachelard (2006). A dificuldade na construção do
conceito pela história da Ciência pode dar ferramentas para analisar a evolução
das características, exemplificado, nesse caso, pela falta de evidências
empíricas definitivas para elaboração de uma hipótese, como a descrença de
espaços vazios entre as partículas.
A seguir vem o Atomismo clássico, que se assemelha muito com a
terceira zona descrita por Bachelard (2009), por levar em consideração as
variáveis e dependências que se complementam dentro de materiais diversos,
no caso o átomo. O átomo clássico é a unidade básica de constituição da
matéria que se conserva (lei da mecânica). Aqui a dificuldade está em
diferenciar e relacionar os estados físicos da matéria. O obstáculo de natureza
epistemológica parte exatamente desta questão, ou seja, a descrença de
conservação da matéria.
26
É importante ressaltar que essa última categoria carrega características
realistas e substancialistas de zonas anteriores, ou seja, de origem
mecanicista, que considera o átomo como um “bloco básico” que forma as
substâncias (MORTIMER, 2000). Por isso, as três primeiras zonas pertencem
todas à mesma categoria ontológica.
Por fim, a última zona caracterizada por Mortimer (2000) é a chamada
de Mecânico-quântica, entendida por meio de equações matemáticas, como
por exemplo, as equações ondulatórias de elétrons. Como obstáculos
ontológicos, temos a visão mecanicista do átomo, que precisa ser superada,
além do papel de modelos e analogias, usados como forma de compreensão
de algo microscópico, geralmente, atribuída a algo de difícil visualização. A
primeira quer dizer que há dois significados importantes para o conceito de
átomo: o contínuo, que tem como princípio a questão do comportamento das
partículas em conjunto, e o descontínuo, que tem a ver com as partículas
propriamente ditas. A dificuldade, ou seja, o obstáculo estaria em atribuir
diferentes características e relações para cada partícula dentro de um conjunto.
Na questão das analogias, essa ideia oferece uma visão contra intuitiva da
realidade. No conceito de átomo em particular, é difícil construir um modelo
explicativo, pois este pode levar a uma interpretação equivocada, levando a um
erro conceitual. A dificuldade está em traduzir os conceitos complexos em
objetos e eventos do cotidiano.
Mortimer (2000), a partir das zonas propostas, teve como objetivo aplicar
as noções de perfil conceitual relacionadas às concepções de estudantes sobre
o conceito de átomo e estados físicos da matéria. Em sua pesquisa, discutiu as
características do conceito, baseado nos obstáculos apresentados em cada
zona, já que a superação desses obstáculos é o maior desafio, segundo a
proposta de perfil conceitual.
Como instrumento para a elaboração do perfil do grupo de estudantes,
elaborou pré e pós-testes, avaliando a evolução do conhecimento do conceito
de átomo, antes e depois da aplicação de um conjunto de atividades
pedagógicas. Sendo assim, ele distribuiu e categorizou os diferentes conceitos
apresentados pelos alunos nas zonas correspondentes. É importante ressaltar
que as zonas do perfil não se contrapõem, ou seja, cada uma delas possui
particularidades, quanto aos conceitos que são analisados.
27
Mortimer ainda apresentou outra pesquisa com categorias diversas para
o conceito biológico de vida (COUTINHO et. al, 2007), que são importantes de
serem destacadas. Nesse trabalho foram propostas sete zonas: Finalismo,
Artificialismo, Relacional, Mecanicismo, Agente, Essencialismo Macro e
Essencialismo Micro. O Finalismo representa noções de vida atreladas à
realidade como um conjunto organizado, segundo um planejamento, dando ao
conceito de vida uma finalidade. No Artificialismo são atribuídas características
para a vida, como um agente fabricador para a origem dela. A categoria Agente
se resume pela compreensão da vida como uma entidade, ou substância. As
três categorias citadas foram agrupadas na zona Externalismo, caracterizada
por basear-se em uma visão externa, dizendo que a vida é separada do
vivente. Há outra zona reduzida chamada Internalismo que considera a
compreensão da vida como processos, propriedades e entidades inerentes ao
ser vivente. A zona Mecanicismo é representada pela tendência de uma visão
clássica da vida como máquina, que se caracteriza por um funcionamento
típico e a zona Essencialismo (Essencialismo Macro e Essencialismo Micro)
que tem como característica reconhecer todas as necessidades e propriedades
que influem em algo, para ser considerado como vivo. Por fim, a última zona, a
Relacional considera os comportamentos e as relações das propriedades
envolvidas no processo de vida.
Acima apresentamos, ainda que brevemente, as zonas que podem ser
caracterizadas para um tema polissêmico, que é a vida. A partir desses dois
exemplos de perfis conceituais, isto é, o de átomo e o de vida, podemos
perceber que, para cada conceito a ser estudado, é necessário adaptar as
categorias das zonas, de uma forma contextualizada para sua caracterização
de forma particular.
3.7
A fotossíntese
A fotossíntese faz parte do conteúdo formal da grade curricular das
escolas, tendo em vista sua relação com assuntos como energia, alimento e
liberação de oxigênio. Atualmente, com o tema aquecimento global em pauta, o
processo de fotossíntese vem sendo apresentado em alguns contextos como
um fenômeno essencial à preservação das florestas. Principalmente, pelas
28
pessoas acreditarem equivocadamente que a fotossíntese tem como função a
renovação e purificação do ar. Nesse sentido, atribuem-se funções e objetivos
descontextualizados
a
processos,
sem
fundamentos
científicos,
nem
propriedade crítica, que são reproduzidos no senso comum. Essa situação foi
que nos fez pensar em desmistificar e compreender o porquê da confusão
deste conceito.
Alguns estudos sobre o ensino da fotossíntese têm sido realizados, com
o intuito de levantar as concepções dos estudantes, diferentes das aceitas pela
comunidade científica (SOUZA E ALMEIDA, 2002). É importante ressaltar que
há grandes dificuldades, tanto em compreender os processos implícitos, quanto
em ensiná-los.
Os autores citados anteriormente apresentaram em seu trabalho o
levantamento das questões sobre concepções e interpretações de alunos
acerca da fotossíntese. Destacaram algumas concepções comumente
encontradas nas respostas dos alunos e as relações que fazem com outros
processos. Além disso, apresentaram alguns dos obstáculos descritos por
Bachelard (2009), para explicitar essas dificuldades.
Problemas semelhantes foram percebidos pelo nosso grupo de
pesquisa, por meio do relato das professoras envolvidas. Principalmente, pela
dificuldade dos alunos em diferenciar a respiração da fotossíntese. Para que
pudéssemos caminhar nesse sentido, sentimos necessidade de aprofundarmos
nosso conhecimento sobre o tema.
A partir da consulta aos trabalhos de
Bandeira (2011), Hall e Rao (1980), Raven (2007), e Tortora et. al (2007),
adotamos a seguinte definição de fotossíntese: “A fotossíntese é um conjunto
de reações químicas integradas e complexas, que são realizadas por seres
procariontes (algumas bactérias) e eucariontes (a maioria das algas e plantas).
Esses organismos possuem um pigmento essencial chamado Clorofila A, que é
capaz de transferir elétrons a partir de estímulo luminoso. Durante o processo,
o gás carbônico e uma molécula de fórmula geral H2X se transformam em
carboidratos, moléculas orgânicas ricas em energia, que atuam como substrato
energético. Essas moléculas são utilizadas pelos organismos fotossintetizantes
e pelos demais seres vivos para todas as suas funções vitais. Quando a
molécula geral H2X é a água é liberado oxigênio e quando é o H 2S, sulfeto de
hidrogênio, ocorre liberação de enxofre.”
29
A seguir, apresentamos um breve histórico sobre a elaboração desse
conceito, que foi base para a nossa pesquisa. As primeiras ideias sobre
nutrição vegetal datam da Grécia Antiga, com Aristóteles, que acreditava que a
planta retirava todo o seu alimento do solo. Posteriormente, no século XVII, van
Helmont cultivou uma planta adicionando apenas água e concluiu que o fator
responsável pelo crescimento da planta era a água, já que durante o
experimento a planta se desenvolveu consideravelmente e o solo permanecia
praticamente com o mesmo peso de antes (HALL e RAO, 1980). Nehemiah
Grew, nesse mesmo século, reconheceu um precipitado verde na célula
vegetal, que depois foi denominado como cloroplasto (BANDEIRA, 2011).
No século seguinte, Stephen Hales afirmou que o ar continha nutrientes
necessários para o desenvolvimento da planta (HALL e RAO, 1980). Anos mais
tarde, Joseph Priestley, após alguns experimentos, concluiu que as plantas
eram capazes de restaurar o ar, pois realizavam a retirada de dióxido de
carbono, processo inverso à respiração dos animais. A partir dos dados de
Priestley, Jan Ingenhousz descobriu que apenas as partes verdes da planta, na
presença de luz, restauravam o ar e após inúmeros estudos, demonstrou que
essas partes absorvem o dióxido de carbono e liberam oxigênio. Além disso,
verificou que as plantas também respiram, assim como os animais. Ingenhousz
afirmou também que o dióxido de carbono seria quebrado na fotossíntese
produzindo carbono e oxigênio, o qual seria liberado na forma de gás (RAVEN,
2007).
No século XIX, Jean Senebier, confirmou a teoria de Ingenhousz ao citar
que o dióxido de carbono na água era usado pelas plantas como alimento, e
propôs que a luz é o agente responsável na fixação do dióxido de carbono, e
que só há liberação de oxigênio na presença desse gás (HALL e RAO, 1980).
Mais tarde, Pelletier e Caventou isolaram as partes verdes das plantas
denominando-as como clorofila. Julius Robert Mayer complementou a idéia de
Ingenhousz e afirmou que as plantas transformam energia solar em energia
química, a qual é armazenada em moléculas orgânicas, contribuindo, assim
para a lei da conservação de energia (BANDEIRA 2011; HALL e RAO, 1980).
Sachs, que já havia descoberto a respiração vegetal, constatou a
formação de grãos de amido, enquanto ocorria o processo de fotossíntese.
Engelmann estabeleceu uma relação direta entre os cloroplastos e o oxigênio,
30
também demonstrando o espectro de absorção da clorofila, que absorve mais
os comprimentos vermelho e azul. Concluiu-se que a clorofila era o pigmento
fotorreceptivo que atuava no processo de fotossíntese (HALL e RAO, 1980).
A partir de curvas se saturação luminosa F. F. Blackman percebeu que a
fotossíntese era realizada em duas etapas: a reação fotoquímica, dependente
da luz e a não fotoquímica, ou reação de escuro. Acreditava-se até então, que
o oxigênio era derivado da quebra do dióxido de carbono, mas C. B. van Niel,
constatou que as bactérias, que também realizam fotossíntese, eram aptas na
síntese de carboidratos assimilando o dióxido de carbono, porém não
realizavam a liberação de oxigênio. Constatou-se, a partir da sequência de
reações, que o oxigênio liberado não era derivado do dióxido de carbono e sim
da molécula de água (HALL e RAO, 1980).
Muitos estudos foram realizados por vários pesquisadores até que
Rubem e Kamen estabeleceram o mecanismo da decomposição da água e
perceberam a liberação do oxigênio como resultado dessa decomposição. Em
seguida, foi demonstrado por Bassham, Benson e Calvim que o dióxido de
carbono era reduzido, por reações de enzimas na fase de escuro, a açúcares e
que para cada molécula do gás eram necessárias duas moléculas de NADPH2
e três de ATP (moléculas já conhecidas no processo de respiração)
(BANDEIRA, 2011; HALL e RAO, 1980).
Por fim, em laboratórios, verificou-se que quando iluminadas, as folhas
verdes produziam NADPH2 e ATP e que a capacidade redutora e a energia de
hidrólise dessas substâncias eram utilizadas na fase não fotoquímica para a
produção de carboidratos com a redução do dióxido de carbono. Hill e Bendall
propuseram então o esquema Z para explicar a transferência de elétrons
durante a fotossíntese (HALL e RAO, 1980).
A partir dos dados teóricos apresentados temos como principal objetivo
propor zonas para a construção do perfil conceitual de fotossíntese,
considerando as concepções alternativas apresentadas pelos alunos. Visamos,
com esse perfil, contribuir para a maior compreensão desse conceito e para a
detecção das dificuldades inerentes à sua construção, durante o processo de
aprendizagem. Nesse sentido, o perfil servirá de ferramenta para que esse
processo seja facilitado, tanto para os alunos, quanto para os professores.
31
4. METODOLOGIA
4.1
Contexto da pesquisa
Um grupo de pesquisa foi formado, em meados de 2010, com o intuito
de reunir interessados na questão da educação e da melhoria dos processos
de ensino e de aprendizagem de Ciências e de Biologia. Três docentes da
Universidade, Adriano Monteiro de Castro, Magda Medhat Pechliye e Rosana
dos Santos Jordão, todos integrantes do Centro de Ciências Biológicas e da
Saúde (CCBS) da Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM), foram os
responsáveis pela organização e pelo convite de ingresso de estudantes de
licenciatura no grupo. Desde então, esse grupo efetua encontros semanais,
todas às quintas feiras, com o objetivo de discutir e elaborar atividades de
ensino para serem desenvolvidas em escolas públicas.
Durante os encontros foram feitas leituras e levantamento de
referenciais. Com idas e vindas, filiamo-nos ao perfil conceitual de Mortimer
(2000) e desde então, viemos estudando seus conceitos e princípios.
É importante ressaltar que desde o início de sua constituição, esse
grupo tinha a preocupação de estabelecer parcerias com escolas públicas, de
modo que docentes da escola básica estivessem efetivamente envolvidos na
pesquisa. Foi firmada parceria com duas professoras: Sandra Iara de Azevedo
Gabriel da EMEF Presidente Campos Salles e Mariana Lorenzini Peão, da
Escola Técnica Estadual Parque da Juventude (ETEC). A primeira escola
oferece Ensino Fundamental I e II e a segunda, Ensino Médio.
As referidas professoras manifestaram interesse em participar do projeto
e disponibilizaram suas aulas para a implementação das atividades. Embora
não pudessem participar dos encontros semanais, permaneciam atualizadas
por meio de detalhadas atas enviadas por e-mail. Vale lembrar que, além
dessas reuniões, realizamos alguns encontros aos sábados, a fim de garantir a
participação das professoras das escolas.
Ao discutirmos sobre os conceitos que as professoras julgavam
importantes de serem abordados por nosso grupo, a professora do ensino
médio sugeriu fotossíntese e respiração, justificando-os pela dificuldade que
32
seus alunos tinham para diferenciá-los. Refinamos as demandas e optamos, a
priori, por começar pela fotossíntese. Desse modo, fizemos reuniões para que
nos aprofundássemos nesse conteúdo, retomando aspectos desse saber
acadêmico.
Uma observação importante é que não foi possível trabalhar com os
alunos da EMEF Presidente Campos Salles, uma vez que a professora nos
chamou a atenção para o curto período de tempo que teríamos para aplicação
das atividades, além de que ao alterarmos a sequência didática das aulas já
planejadas por ela, poderíamos correr o risco de não contemplar tudo que
havia sido programado para o curso de ciências. No entanto, a professora
disse que poderíamos nos programar com mais tempo para realizarmos
intervenções na EMEF no próximo ano.
Uma das integrantes do grupo, em seu trabalho de conclusão de curso,
apresentado no fim do semestre passado, fez o levantamento das concepções
alternativas sobre fotossíntese presentes na literatura (BANDEIRA, 2011). A
partir dele, pudemos perceber as dificuldades na aprendizagem desse
conceito, tanto para alunos, quanto para professores.
Como forma de contribuição para o grupo, pelos rumos que fomos
tomando e, principalmente, como perspectiva pessoal, optamos por realizar
uma proposta de perfil conceitual para o conceito de fotossíntese.
4.2
Elaboração do teste
A fim de coletarmos dados sobre as concepções dos alunos que seriam
o grupo focal deste trabalho, elaboramos um teste. Baseamo-nos no histórico
da formação do conceito e das concepções alternativas já presentes na
literatura (BANDEIRA, 2011).
Partindo do pressuposto de que um teste deve buscar revelar as
concepções dos alunos sobre o assunto, iniciamos propondo questões abertas,
que permitissem maior liberdade aos alunos no ato da resposta. Elas facilitam
a exploração do que realmente pensam os alunos sobre o conceito em questão
(Apêndice 1). Isso permitiu a obtenção de uma variedade maior de respostas,
uma vez que os alunos apresentam claramente seus conflitos e lacunas.
33
Já nas questões fechadas (Apêndice 2), há influência de quem as
elaborou. Em nosso caso, incluímos concepções alternativas que julgamos
pertinentes de serem avaliadas pelos alunos. Assim, aplicamos dois
instrumentos, com a intenção de que um complementasse o outro.
A ideia foi que os alunos respondessem inicialmente a seguinte questão:
“O que você entende por fotossíntese?”. Só depois de entregarem suas
respostas, tiveram acesso às demais questões abertas. Ao término do
instrumento aberto, receberam o fechado. Com isso, pretendíamos evitar que
frases presentes no instrumento fechado pudessem ser usadas pelos alunos
em suas respostas às questões abertas.
Vale mencionar que com o instrumento fechado procuramos detectar no
grupo a presença de concepções comuns sobre a fotossíntese, já publicadas
na literatura. Nossa meta era saber se os alunos reconheciam que seres
fotossintetizantes não comem, isto é, que não retiram alimento do ambiente,
mas o produzem; que essa produção demanda o consumo de gás carbônico
(CO2) e de água (H2O); que há produção de açúcares e de oxigênio (O2)1 que
esses açúcares são usados em processos metabólicos e energéticos; que a luz
desencadeia o processo de fotossíntese que, portanto, só ocorre na presença
de luz; que a luz é absorvida pela clorofila; que a glicose é usada em outro
processo (respiração) como fonte de energia; que a fotossíntese e a respiração
são processos diferentes e que ocorrem concomitantemente na presença de
luz; que a glicose é armazenada na forma de amido.
Por fim, relacionamos os objetivos citados com o histórico de formação
do conceito de fotossíntese para elaboração das questões fechadas. Nossa
intenção era que provocassem questionamentos por parte dos alunos a
respeito das concepções que mais levam a erros conceituais.
1
Optamos por não abordar a fotossíntese bacteriana, por se tratar de um processo um
pouco diferente, uma vez que as bactérias não possuem cloroplastos, mas sim as
bacterioclorofilas. Utilizam o sulfeto de hidrogênio (H2S), composto orgânico que
fornece o hidrogênio, em vez da água (H2O). Além disso, as bactérias não liberam
oxigênio (O2) para a atmosfera. Portanto, entendemos que para trabalhar este conceito
seria necessário um aprofundamento maior, o que não foi possível no curto período de
tempo que tivemos para o estudo.
34
4.3
Aplicação do teste
Elaboramos uma Carta de Informação aos pais ou responsáveis dos
alunos (Apêndice 3), conforme exigência do Comitê de Ética. Nessa carta
apresentamos o nosso grupo de pesquisa, com foco de nossos estudos e
finalizamos explicando como os dados obtidos seriam utilizados e analisados.
Após recebermos de volta as autorizações dos pais ou responsáveis
assinadas, iniciamos a aplicação do teste. Estes foram aplicados em quatro
salas do 1º ano do Ensino Médio da ETEC – Parque da Juventude.
Primeiramente, entregamos a questão aberta (1º parte), aguardamos 5 minutos
para realização da atividade, recolhemos e entregamos as demais questões
abertas (2º parte), aguardamos 20 minutos e recolhemos. Em seguida,
distribuímos as questões fechadas compostas por 22 questões em que os
alunos deveriam assinalar “verdadeiro”, “falso” ou “não sei”. Aguardamos 15
minutos e então recolhemos todos os questionários. Salientamos ser de
extrema
importância
que
os
alunos
respondessem
com
sinceridade,
principalmente se não soubessem a resposta, para que conseguíssemos
levantar o real perfil conceitual de fotossíntese.
4.4
Escolha da sala
Em função do tempo disponível para a realização deste trabalho,
decidimos analisar apenas as respostas de uma sala. Para a escolha dessa
sala usamos como critério a diversidade de respostas dadas à 1ª questão
aberta do teste. A sala que apresentou maior gama de respostas foi o 1º ano C.
Realizamos, então, a leitura de todos os questionários, e a partir daí, os
categorizamos de acordo com a definição de fotossíntese que descrevemos
anteriormente.
As categorias utilizadas por nós foram:

Incompleta: respostas com conceitos coerentes, mas com ausência
informações. Exemplo:
“Fotossíntese é o processo pelo qual os seres autótrofos
adquirem seu alimento.”
35

Erro conceitual: respostas com conflitos de conceitos, isto é, com troca
de definições de conceitos diversos e/ou com informações erradas sobre
o processo de fotossíntese. Exemplo:
“Fotossíntese é um processo que os seres vegetais fazem para
obter sua respiração. É basicamente composto pela liberação de
oxigênio na atmosfera e pela absorção do gás carbônico, tirando
assim alguns de seus nutrientes e provendo o O2 para a
respiração dos outros seres.”

Completa: respostas com conceitos coerentes e com o mínimo de
informações necessárias para se definir o conceito em questão;
Exemplo:
“Fotossíntese é um processo químico, no qual as plantas
capturam o gás carbônico presente na atmosfera (Co 2) mais a
água presente no solo (H2O) gerando gás oxigênio (O2) mais
glicose.”

Complexa: respostas caracterizadas como ideias completas e racionais,
ou seja, que explicitem as variáveis envolvidas no processo, suas
respectivas funções, além das relações entre as variáveis que
contribuem para a formação do conceito.
Não foi possível observar respostas que correspondessem a essa
categoria. No entanto, destacamos umas das respostas que consideramos que
corresponda a uma categoria intermediária, entre as categorias Completa e
Complexa, que chamamos de Semi-complexa, em que o aluno não alcançou
completamente a complexidade, mas trouxe elementos de um nível de
compreensão mais elaborada.
“É o processo de produção de energia das plantas no qual a
planta usa luz solar, água e os nutrientes do solo para produzir
glicose. Para a planta absorver a luz solar ela usa a clorofila
presente em suas folhas.”
36
4.5
Elaboração do perfil
Inspiramo-nos no perfil epistemológico de Bachelard (2009), no perfil
conceitual de Mortimer (2000), além do perfil conceitual do conceito de calor
elaborado por Coutinho et. al (2007) e do histórico da formação do conceito de
fotossíntese.
Pensamos em estratégias para realizar a análise do teste. Iniciamos pela
leitura de todos os exemplares, verificamos o grau de evolução das
concepções apresentadas. A partir daí, iniciamos e elaboração do perfil
destacando os aspectos mais relevantes e polêmicos da construção do
conceito e definindo as características que comporiam cada zona do perfil
conceitual.
Após rascunharmos as possíveis zonas do perfil, partimos para uma
análise minuciosa da primeira questão aberta de todos os exemplares
coletados. Optamos por analisar somente a primeira questão aberta, pois
notamos que é a única que apresenta um contexto, ou seja, é possível analisar
a concepção do aluno como um todo e compreender o que ele quis realmente
dizer, além de permitir a identificação das principais dificuldades, conflitos e
lacunas que os alunos apresentam a respeito do processo de fotossíntese.
Esta análise mais aprofundada foi que possibilitou o aprimoramento e a
consolidação das zonas que compõe o perfil conceitual.
Após definirmos as zonas do perfil, realizamos novamente uma análise
das questões, na intenção de categorizá-las. Consideramos corresponder a
uma determinada zona, as respostas que apresentavam o mínimo de
características referentes a ela.
Ressaltamos que numa mesma resposta poderemos encontrar
características e aspectos de mais de uma zona, portanto, ela poderá
corresponder não só a uma zona do perfil. Isso se dá pelo fato de que um
indivíduo pode conviver com diferentes concepções sobre determinado
conceito. Nesse sentido, para categorizarmos as respostas, consideramos as
ideias que representassem maior grau de complexidade e aprofundamento, ou
seja, idéias características de uma zona mais complexa de acordo com o perfil
conceitual.
37
4.6
Identificação dos obstáculos epistemológicos e ontológicos
Conforme descrevemos anteriormente, durante o processo de análise e
de categorização dos dados coletados, identificamos as principais dificuldades,
conflitos e lacunas que os alunos apresentavam a respeito do processo de
fotossíntese.
Tais
dificuldades
representam
justamente
os
obstáculos
concretos que dificultam a compreensão de um conceito. Baseamo-nos em
obstáculos epistemológicos de Bachelard (2009) e de Mortimer (2000), além de
obstáculos ontológicos de Chi (1993) para identificarmos os obstáculos
existentes para a compreensão do conceito de fotossíntese.
4.7 Aplicação do perfil conceitual de fotossíntese nas questões
fechadas do teste
Realizamos a análise das questões fechadas do teste e aplicamos o
perfil conceitual para o conceito de fotossíntese, que elaboramos com base nas
respostas dadas para a primeira questão aberta. Categorizamos as respostas
de acordo com as zonas do perfil, no intuito de avaliar as características
dominantes de cada zona e suas áreas limítrofes. A ideia foi de detectar se
havia sobreposição dessas zonas, o que poderia demonstrar a existência de
alguma falha na caracterização das mesmas e, consequentemente, poderia
resultar em análises errôneas das reais concepções dos alunos.
Fizemos a tabulação das questões fechadas e elaboramos um quadro
com a frequência de respostas de cada uma das questões (Apêndice 4). A
partir das categorias que desenvolvemos para o perfil conceitual, classificamos
cada uma das respostas das questões fechadas, elaborando um quadro com
as zonas correspondentes (Apêndice 5). Lembrando que uma mesma questão
podia apresentar mais de uma zona do perfil, conforme descrevemos
anteriormente.
38
5.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1
Elaboração do perfil conceitual de fotossíntese
Partimos das leituras de Bachelard (2009), Mortimer (2000), Souza
(2002) e Coutinho et. al (2007) como inspiração para a elaboração das
categorias que caracterizam cada zona do perfil conceitual de fotossíntese.
A primeira zona chamamos de Externa, que se caracteriza pelo
reconhecimento de algumas variáveis que fazem parte do processo de
fotossíntese. Embora haja esse reconhecimento, os alunos não percebem que
tais variáveis atuam no interior da planta. As respostas em que os alunos não
reconhecem que há variáveis importantes para realização da fotossíntese
também foram colocadas nesta zona.
Vale destacar que para a definição desta zona, inspiramo-nos na
denominação e definição da zona proposta por Coutinho et. al (2007), chamada
Externalismo, que engloba as ideias de vida nas quais a vida representa uma
ação com finalidade externa ao ser vivente, ou seja, a vida é entendida como
algo exterior ou que tende ao exterior. Paralelamente, consideramos que essa
propriedade externa encontra-se no conceito de fotossíntese, quando ele não é
considerado como um processo realizado no interior da planta.
Bachelard (2009) também nos inspirou a partir de sua categoria
chamada Realismo Ingênuo, que complementa a ideia da visão externa,
resultante de uma apreciação grosseira da realidade.
Nossa zona Externa também se assemelha à zona Sensorialista de
Mortimer (2000), que representa as primeiras impressões das pessoas sobre o
conceito em questão. Diferentemente de Mortimer, no entanto, não
consideramos nesta categoria o senso comum, pois ele foi encontrado em
várias outras zonas. Para nós o senso comum não representa uma
característica especifica de uma zona.
Além do que já mencionamos, incluímos nesta zona tanto concepções
historicamente apresentadas, como concepções dos alunos. Por exemplo, a
idéia de Aristóteles de que “a planta tira todo seu alimento do solo” e as
concepções alternativas, que inclusive foram contempladas nas questões
fechadas do teste, “plantas dependem do solo, pois dele retiram seus
39
alimentos”; “a clorofila é o sangue das plantas”; “plantas só realizam
fotossíntese na presença de luz e só respiram à noite”; e “a fotossíntese é
importante, porque é a respiração das plantas” estão presentes nesta zona.
Como já mencionamos, estão incluídas nessa zona todas as definições
que não contemplem o fenômeno da fotossíntese como um processo que
ocorre no interior das plantas. Há o reconhecimento de algumas variáveis
(H2O, luz, CO2 e clorofila) necessárias para a ocorrência do processo,
especialmente a luz, mas não há percepção de que elas atuam internamente
nos organismos. Além disso, nos chamou atenção que o gás carbônico, que se
trata de uma variável significativa para o processo de fotossíntese, acabou não
sendo citado em muitas respostas.
Foi possível observar também, o reconhecimento de alguns produtos
(O2, glicose), além da identificação de alguns ou de todos os seres que
realizam esse processo (plantas, algumas espécies de bactérias e a maioria
das algas). A partir dos resultados, podemos afirmar que muitos alunos
reconhecem que a fotossíntese tem o objetivo de produção de alimento. Mas
não identificamos, nessa zona, a compreensão de que é imprescindível a
interação e relação entre as variáveis, para alcançar o objetivo principal do
processo, que é produzir alimento. Além disso, é comum, nessas respostas os
estudantes confundirem o alimento (glicose) como sinônimo de energia.
Enfatizamos que essa categoria é muito importante, pois se rompermos
com os obstáculos citados o progresso da formação do conceito é facilitado.
Segundo Bachelard (2009) a concepção característica dessa zona é
considerada um conceito-obstáculo, que bloqueia o conhecimento, não o
resume. Exemplos:
“Fotossíntese é a forma que as plantas têm de se alimentar.
Utilizam água e luz solar”
“A fotossíntese é a forma de alimentação das plantas. Para isso,
as plantas têm que ficar expostas à luz. Este processo gera
energia e mantém a planta viva.”
Na
zona
seguinte,
o
conceito
passa
por
um
processo
de
aprofundamento, que possibilita o indivíduo enxergar a noção num aspecto
mais profundo. Chamamos a segunda zona de Interna. Nesta zona, além do
40
reconhecimento das variáveis que fazem parte do processo de fotossíntese, há
compreensão de que elas participam de processos no interior da planta.
Essa zona também foi inspirada em uma das zonas de Coutinho et. al
(2007) que expressa a idéia de que as condições necessárias para a vida são
inerentes ao vivente, ou seja, a vida é entendida como processos ou
propriedades
internas.
Que
podemos
relacionar
diretamente
com
as
percepções de um indivíduo quanto às condições necessárias para que o
processo de fotossíntese aconteça. Relacionamos também nossa zona com o
Essencialismo, que apresenta uma lista de propriedades entendidas como
condições necessárias para que algo possa ser nomeado como vivo.
Para classificarmos a ocorrência e reconhecimento de variáveis no
processo, considerou-se essa zona semelhante com os princípios do
Substancialismo (MORTIMER, 2000), por analisar-se o comportamento das
variáveis de determinado processo. No caso da fotossíntese, atribuem-se
propriedades às variáveis envolvidas. Porém, vale lembrar, que não se
considera a função delas no processo, nem a relação entre elas, o que será
contemplado na próxima zona.
De modo geral, os alunos reconhecem algumas ou todas as variáveis
(H2O, luz, CO2 e clorofila) necessárias para a ocorrência do processo e
explicitam que elas atuam no interior das plantas.
Nesta zona, acredita-se que na fotossíntese há algo que entra e sai do
organismo autotrófico. Vale mencionar que nem sempre as respostas aqui
incluídas contemplavam todas as variáveis que fazem parte o processo.
Exemplos:
“Eu entendo a fotossíntese como a forma que as plantas usam
para se alimentar e sobreviver. Para que ocorra a fotossíntese
são necessários alguns recursos como água, terra e o sol.
Também é necessário oxigênio, assim as plantas absorvem o
oxigênio e liberam carbônico.”
“É um processo químico, que os vegetais utilizam para produzir
seu próprio alimento. Fotossíntese é feita a partir de luz, calor,
célula vegetal e a clorofila.”
Chamamos
a
terceira
zona
de
Funcional,
quando
ocorre
o
reconhecimento das diferentes variáveis e de suas respectivas funções.
Podemos fazer uma comparação das características dessa zona com o
41
racionalismo clássico de Bachelard (2009) e o atomismo clássico de Mortimer
(2000), que caracterizam-se por reconhecer o conceito a partir de um corpo de
noções interrelacionadas.
Também podemos relacionar nossa zona Funcional com a zona
Finalismo de Coutinho et al. (2007) que apresenta a noção da realidade como
um conjunto organizado segundo um plano ou uma finalidade pré-estabelecida.
Ou seja, consideramos que a zona Funcional se caracteriza por apresentar a
finalidade das variáveis, isto é, características individuais de cada uma.
De modo geral, os alunos reconhecem a função de algumas ou de todas
as variáveis (H2O, luz, CO2 e clorofila) necessárias para a ocorrência do
processo, em especial a clorofila. Destacamos que não detectamos respostas
que atribuam função ao gás carbônico (CO2) e à água (H2O). Nesta zona,
incluímos respostas em que os alunos atribuíram pelo menos uma função a
uma das variáveis. Exemplos:
“É o processo de produção de energia das plantas, no qual a
planta usa luz solar, água e os nutrientes do solo para produzir
glicose. Para a planta absorver a luz solar ela usa a clorofila
presente em suas folhas.”
“A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas obtêm energia,
por serem seres autótrofos. Para que aconteça a fotossíntese é
necessário que haja luz, água, gás carbônico e nutrientes para
serem absorvidos na terra. A clorofila é responsável pela
absorção da luz e pela coloração verde das folhas.”
Nossa próxima zona é a Relacional, que se caracteriza por contemplar
respostas em que os alunos relacionam variáveis e/ou processos envolvidos no
fenômeno. Esta zona foi dividida em duas: Relacional de variáveis e
Relacional de processos.
A Relacional de variáveis apresenta as definições em que há
estabelecimento de relação clara entre algumas variáveis. Já a Relacional de
processos implica nas definições em que há estabelecimento de relação clara
entre
diferentes
processos
metabólicos
realizados
pelos
autótrofos,
especificamente, entre a fotossíntese e a respiração.
Tanto uma quanto a outra estão relacionadas à zona Relacional
(COUTINHO et al, 2007), a qual é entendida como uma relação entre entidades
e/ou em termos de relação de conceito. Consideramos que esta zona se
42
assemelhe à zona do atomismo clássico de Mortimer (2000), citada na zona
anterior, em que se destacam certas propriedades que dependem da interação
entre moléculas e não unicamente de sua estrutura isolada, o que as denomina
como propriedades químicas relacionais. Diferentemente da zona descrita
anteriormente, que considerava apenas a presença das variáveis, nesta zona
destaca-se o comportamento dessas variáveis a partir de suas relações.
Há, além disso, princípios do racionalismo complexo de Bachelard
(2009), que considera também princípios como variáveis interdependentes.
Exemplo da zona Relacional de variáveis:
“A fotossíntese é uma reação química que ocorre no interior das
células vegetais, mais especificamente nos cloroplastos, que é
uma organela presente nas células vegetais, que possui clorofila,
fator que facilita a absorção da luz. A importância da fotossíntese
para as plantas é que ela proporciona a energia necessária para
elas poderem viver [...].”
“Fotossíntese é o processo que as plantas utilizam para criar seu
próprio alimento. Nesse processo a planta capta os raios solares,
com a ajuda da clorofila, água, sais minerais e CO2, e dessa
mistura de elementos é produzido o alimento da planta e é
expelido o oxigênio.”
Exemplo da zona Relacional de Processos:
“[...] Para nós, a importância da fotossíntese se dá pelas trocas
gasosas que ocorrem nas células, na qual há absorção de O2 e
liberação de CO2.
“Eu sei que as plantas fazem fotossíntese, primeiro elas recebem
luz solar e absorvem essa luz, depois soltam o gás oxigênio e nós
usamos esse oxigênio.”
Nesta última frase fica claro que um indivíduo pode apresentar aspectos
de várias zonas, tanto das iniciais, como as mais avançadas no perfil. O
individuo mantém concepções de zonas anteriores, como da Externa, da
Interna e da Funcional, não necessariamente ele as superou.
A última zona é a Complexa, que trata das definições em que há
compreensão das funções das variáveis, das relações entre elas e das
relações entre as diferentes etapas do processo de fotossíntese. Como o
próprio nome já diz, aborda as questões mais complexas envolvidas no
43
processo de fotossíntese, desenvolvidas nos níveis mais avançados do
conhecimento científico.
Podemos relacioná-la com a última zona caracterizada por Mortimer
(2000), chamada de mecânico-quântica, entendida pela complexidade dos
processos
envolvendo
questões
matemáticas,
além
de
apresentar,
exatamente, as noções de grau elevado aceito pela comunidade científica.
Alguns processos envolvidos dentro do processo de fotossíntese podem
ilustrar
essa
complexidade
como
os
processos
de
fotofosforilação,
fotossistemas, fotólise, Ciclo de Calvin, etc, que são etapas interdependentes
que fazem parte do processo em questão.
A partir da categorização das zonas de Bachelard, os racionalismos
clássico, completo e discursivo, procuramos sintetizá-los apenas um nesta
zona, que se caracteriza pela complexidade das variáveis, formando assim os
conceitos científicos.
Em nossos resultados, não encontramos nenhum aluno que tenha
apresentado uma resposta com elementos desta zona. Tínhamos a expectativa
que isso poderia acontecer, pois nessa fase da escolarização, a fotossíntese
ainda não foi abordada nesse nível de complexidade pelos professores. Como
diz Mortimer (2000), em sua obra, é importante identificarmos a direção geral
da evolução do conceito, como forma de evitar que sejam reforçados
obstáculos quando tratamos dos níveis mais avançados no perfil.
No entanto, podemos citar exemplos contidos nas questões fechadas do
teste, como a questão dos fotossistemas e o resultado da fotólise:
“A molécula de clorofila, ao ser excitada pela luz, transfere
elétrons que são capturados por moléculas transportadoras.”
“O oxigênio liberado durante a realização da fotossíntese provém
da quebra da molécula de água.”
5.2
Obstáculos epistemológicos para o conceito de fotossíntese
O que abordaremos neste tópico são todos os obstáculos que
identificamos, a partir da análise do teste. É importante, antes de descrevê-los,
ressaltar que não há um obstáculo específico para cada zona. Ou seja, um
obstáculo pode ser encontrado em mais de uma zona do mesmo conceito.
44
Os obstáculos ontológicos e epistemológicos também foram inspirados
na literatura, principalmente os descritos por Chi (1993) e os obstáculos
descritos por Bachelard, baseados na obra de Martins (2006).
No texto a seguir, serão apresentados os obstáculos de natureza
epistemológica, ou seja, que fazem parte do processo de construção histórica
do conceito da fotossíntese.
O primeiro obstáculo pode ser denominado Obstáculo Nominal. A
palavra “fotossíntese” significa em latim síntese com a luz e acaba por trazer
uma carga de sentidos para cada indivíduo, podendo então ser considerado
por si só um obstáculo. Esse obstáculo foi inspirado no obstáculo verbal
descrito por Bachelard (MARTINS, 2006) que considera a própria palavra como
um obstáculo para o avanço do conhecimento, pois pode trazer consigo o
sentido equivocado de significado e função (SOUZA E ALMEIDA, 2002).
Deslizes de sentido para glicose também foram observados, muitas
vezes quando a considerada como sinônimo de energia (SOUZA E ALMEIDA,
2002).
Destacamos como exemplos desses obstáculos, respostas encontradas
nos teste:
“A fotossíntese é o meio de alguns seres vivos conseguirem
energia, ou seja, glicose. Também muito caracterizada pela
presença de luz [...]”
Nessa afirmação podemos perceber um dos deslizes de sentido citados
anteriormente, a utilização de energia como sinônimo da glicose.
“A energia solar fornece componentes que a planta absorve e
após usar elimina em forma de oxigênio [...]”
Na afirmação acima, o indivíduo considera que a planta retira
componentes diretamente da energia solar, como se a fotossíntese fosse um
simples produto originado da energia solar. Há ainda a ideia de que, após
utilizá-la, a planta elimina os resíduos da luz em forma de oxigênio. Essa
afirmação exemplifica claramente como a palavra fotossíntese é carregada de
significados e, portanto, influencia na percepção do aluno, que sabe que para a
fotossíntese ocorrer é necessário luz. Sendo assim, nada mais óbvio do que
45
supor que a planta retire da própria luz os componentes necessários para sua
sobrevivência.
Denominamos o próximo obstáculo de Automatismo. Inspiramo-nos
nas idéias de obstáculo epistemológico verbal de Bachelard, proposto por
Souza (2007), que consiste na dificuldade de relacionar variáveis e suas
respectivas funções de forma crítica, fundamentais para formação de
conceitos. O automatismo tem implícito no nome o caráter automático. Nesse
sentido, o indivíduo não exercita uma visão crítica, por reproduzir conceitos que
se mantém muito arraigados, que fizeram parte da construção do conceito de
fotossíntese. A partir dessa concepção abordamos aspectos mecanicistas que
incluem processos automáticos como “entrada e saída de gases”, derivados do
hábito de memorização sem visão crítica de significado. Uma ideia muito forte é
a questão de definir a fotossíntese como a respiração das plantas, que é uma
ideia equivocada, mas muito reproduzida. Por exemplo:
“Fotossíntese é um processo de troca de gases produzido por
plantas, essas usam gás carbônico e liberam o gás oxigênio.”
Observamos na afirmação acima, explicação da fotossíntese como
simples troca de gases, entrada e utilização de CO2 e saída de O2.
“Fotossíntese é um processo químico no qual as plantas capturam
o gás carbônico (CO2), presente na atmosfera, mais água,
presente no solo (H2O), gerando gás oxigênio (O2) mais glicose.”
Nessa afirmação, destaca-se a ideia de que a fotossíntese é uma
mistura de ingredientes que resultam diretamente em produtos. Além disso,
não há indicação de que são envolvidas inúmeras reações dentro desse
processo, retratando exatamente a dificuldade de se relacionar variáveis e suas
respectivas funções de forma crítica, fundamentais para formação do conceito.
Por fim, propomos o obstáculo chamado Obstáculo de Identificação,
que é caracterizado pela não identificação de todos os seres que realizam o
processo. Historicamente, os estudiosos a princípio acreditavam que somente
as plantas realizavam fotossíntese. Só a partir de um aprofundamento do
46
conhecimento foi possível concluir que outras espécies também realizam esse
processo, como algumas espécies de algas e bactérias.
Exemplo:
“Fotossíntese é a forma que as plantas têm de se alimentar [...]”
“Fotossíntese é o processo utilizado pelos vegetais, para a
alimentação [...]”
Nota-se nas duas afirmações citadas que não se consideram outros
tipos de seres fotossintetizantes. Esse obstáculo se aproxima do obstáculo
Conhecimento Geral (MARTINS, 2006), que se caracteriza pela generalização
de uma explicação para o todo. Nesse caso, observamos na análise dos
resultados que a maioria dos alunos considera apenas as plantas como autoras
do processo de fotossíntese.
5.3
Obstáculos ontológicos para o conceito de fotossíntese
Destacamos que foi possível categorizar mais obstáculos de origem
ontológica do que epistemológica. Isso porque o desenvolvimento da
aprendizagem para o conceito de fotossíntese consiste muito mais em
aspectos sobre a natureza do processo como um todo, pois nele estão
envolvidas inúmeras etapas, que possuem naturezas específicas, ou seja, cada
etapa traz consigo uma série de predicativos que juntas caracterizam o
processo. Nesse sentido, há uma tendência em confundir a natureza real de
cada etapa e consequentemente do processo como um todo.
Partimos desse contexto para ressaltar que não observamos a influência
significativa de obstáculos epistemológicos nas respostas dos alunos.
Podemos notar essa diferença, a preponderância dos obstáculos ontológicos
aos epistemológicos, na própria mutabilidade da ciência, que está sempre
colocando em xeque teorias antes aceitas pela comunidade científica, que são
alteradas
ou
substituídas
por
novas
teorias.
Por
isso
acontecer
frequentemente, estamos o tempo todo revendo as características que
abordam a natureza do processo de fotossíntese e as etapas envolvidas.
47
No entanto, com base nisso, enfatizamos que os obstáculos ontológicos
e epistemológicos se relacionam o tempo inteiro. Eles caminham juntos. Se
uma teoria é refutada, automaticamente aquele conceito histórico passa a ser
questionável. Ou seja, quando alteramos a natureza de um conceito, a partir
de uma nova teoria que se apresenta, essa nova teoria vai tomando outros
rumos e a história do conceito vai sendo modificado.
A seguir serão apresentados os cinco obstáculos ontológicos que
identificamos para a fotossíntese.
Antes de descrever os obstáculos propostos, é importante ressaltar que
Chi (1993) propõe que os obstáculos são definidos a partir das considerações
de que um determinado conceito pode ser caracterizado em diferentes
categorias (natureza intrínseca), por exemplo, um conceito que é considerado
como Processo é entendido como Matéria. Ou, outro tipo de obstáculo é
caracterizado por atribuir novo significado dentro de uma categoria, levando a
um equívoco quanto à representação daquele conceito (natureza psicológica).
Chegamos à conclusão de que a fotossíntese está na categoria
Processos, na subcategoria Interação Não Causal. Trata-se de um processo,
por haver variáveis e estas se relacionarem e interagirem influenciando
diretamente as diferentes etapas do processo. É encarada como Interação Não
Causal, pois as relações entre seus componentes ocorrem espontaneamente e
não em função de agentes externos ou internos. Não há intenção de controlálos, por isso, podem ser caracterizados como um processo cíclico. Se um
indivíduo a caracterizou diferente dessa classificação, podemos atribuir um erro
e detectar o obstáculo ao conceito apresentado.
Na análise das questões do teste, percebemos um grande déficit quanto
ao entendimento das funções das variáveis envolvidas no processo, além do
desconhecimento das etapas e de outros atributos intrínsecos ao fenômeno da
fotossíntese.
O primeiro é denominado como Obstáculo de Função, que ocorre pela
não compreensão das funções das variáveis. Por exemplo:
“A planta recebe a luz solar e a transforma, com ajuda da clorofila,
em energia, que será usada em seu processo de crescimento e
amadurecimento [...]”
48
Neste caso, o indivíduo sabe que a clorofila participa do processo, que
tem relação com a luz, mas não compreende como. Isso caracteriza
justamente uma lacuna para a compreensão do conceito, no sentido que
considera algo inicial e final, mas não entende a função da variável e sua
relação durante o processo, ou seja, não passa pelo processo de acomodação
proposto por Piaget, já que não consegue relacionar a função à variável.
(MORTIMER, 2000).
A partir da teoria de equilibração de Piaget, que trata do processo pelo
qual o indivíduo constrói seu conhecimento a partir da relação da assimilação,
que é a incorporação de um conceito externo, com a acomodação, que, por
sua vez, possibilita considerar as particularidades daquele mesmo conceito
(MORTIMER, 2000). É possível afirmar que esse obstáculo se consolida por
haver somente assimilação, que seria a incorporação de que há necessidade
de variáveis para que a fotossíntese aconteça, mas não se consegue
considerar as funções entre cada uma delas.
Além disso, observamos esse obstáculo quando se descreve a
fotossíntese como o processo de produção de energia, em vez de produção de
alimento. Observamos também em alguns casos, a separação do produto alimento - da noção de energia, talvez por desconhecimento de que o alimento
será responsável pela liberação de energia, no processo que ocorre
concomitantemente à fotossíntese, que é a respiração.
“A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas obtêm energia
por serem seres autótrofos."
Nessa afirmação, observamos a consideração do produto final da
fotossíntese como energia, ao invés do alimento (glicose), que como já
dissemos será utilizada no processo de respiração como fonte de energia.
O obstáculo a seguir, relacionado também à funcionalidade, é
denominado de Obstáculo de Função Utilitarista, que considera que o
processo ocorre por uma finalidade de suprir uma necessidade de outros seres
vivos. Acaba por artificializar o fenômeno por causa da utilidade empregada ao
processo, omitindo assim o verdadeiro objetivo do processo. Por exemplo:
49
“Fotossíntese é um processo que os seres vegetais fazem para
obter sua respiração. É basicamente composta pela liberação de
oxigênio na atmosfera e pela absorção do gás carbônico, tirando
assim alguns de seus nutrientes e provendo o O2 para a
respiração de outros seres.”
Nesta afirmação, destaca-se a liberação do oxigênio (O2) como o
principal objetivo da fotossíntese, justamente para que os outros seres vivos
possam utilizá-lo. Ao invés de descrever o processo com a finalidade de
produzir glicose e consequentemente energia para os seres fotossintetizantes.
Nesse tipo de obstáculo, podemos encontrar a essência da realidade
psicológica caracterizada por Chi (1993), em que se utiliza mecanismos
psicológicos, como alteração, supressão ou adição de características ao
conceito, manipulando as características predicativas do conceito para
correspondê-la a uma categoria diferente da original (AMARAL e MORTIMER,
2001).
Isso se faz presente quando se afirma que esse processo ocorre
somente “com a finalidade” de produzir oxigênio (O2) para a respiração
humana. Ou seja, nesse tipo de obstáculo observa-se um grande valor
antropocêntrico para o processo.
O próximo obstáculo é o Obstáculo de Função de Matéria. Ocorre
quando o sujeito enxerga como Matéria (isto é, aquilo que possui massa e
ocupa lugar no espaço) algo que é Processo (ação ou um conjunto de ações
com o propósito em comum) (CHI, 1993). Ou seja, o indivíduo chega a
artificializar um conceito, no caso o processo de fotossíntese, na tentativa de
facilitar a compreensão a respeito do conceito. Mortimer (2000) reforça a ideia
de artificialização, trazendo o papel de modelos e analogias como forma de
compreensão atribuída a algo de difícil visualização. Na questão das analogias,
essa ideia oferece uma visão contra intuitiva da realidade. A dificuldade está
em traduzir os conceitos complexos em objetos e eventos do cotidiano.
Exemplo:
“Fotossíntese é o meio que as plantas têm de se alimentar [...].”
50
A afirmação não considera a fotossíntese como um processo, mas sim
como um meio, ou seja, uma entidade que proporciona o alimento à planta, a
impressão que dá é que o alimento está pronto e é oferecido à planta.
O Obstáculo Função de Evento ocorre quando a pessoa dá
sentido de Evento (Intencional), isto é algo que se caracteriza por um processo
determinado por apresentar início e fim, a um processo de Interação Não
Causal (natural), em que as relações entre seus componentes ocorrem
espontaneamente e não em função de agentes externos ou internos. Não há
intenção de controlá-los. Por isso, podem ser caracterizados como um
processo cíclico.As características apresentadas pelos alunos se encontram
nas características dos obstáculos ontológicos descritas por Chi (1993). Por
exemplo:
“Fotossíntese é um processo que acontece dentro de células
vegetais, neste processo a célula absorve CO2 e luz da
atmosfera, e transforma em glicose e O2 que é liberado de volta
[...]”
A afirmação evidencia o não reconhecimento de que se trata de um
processo cíclico, ou seja, um processo que não é determinado por apresentar
início e fim.
Por fim, propomos um último obstáculo como Obstáculo Abstrações.
Ele resulta da observação de um fenômeno ou conceito, gerando a
generalização de conceitos. Corresponde à categoria Abstrações proposta por
Chi (1993), que se subdivide em subcategorias: Emocional, que tem relação
com intuições, sensações e sentimentos; e Intencional, caracterizada pelo
querer ver. Como não encontramos afirmações no teste que exemplifiquem
esse obstáculo, citamos como exemplo a afirmação de Aristóteles, que já foi
apresentada em uma das zonas anteriormente descritas - “a planta retira todo o
seu alimento do solo”. Esta afirmação foi realizada a partir de observação de
uma planta em contato direto com o solo, sem qualquer mecanismo aparente
de alimentação, como se observa normalmente em animais, por exemplo. A
51
partir dessa hipótese criou-se então a ideia geral de como a planta se alimenta,
gerando então uma generalização sobre a forma de alimentação das plantas.
Fica clara a subcategoria Intencional (Chi, 1993), que se caracteriza pelo
querer ver, neste caso, a partir de uma observação concluiu-se que a planta
tira todo seu alimento do solo, apenas por estar fixado a ele. Lembrando que
até hoje se usa essa definição para explicação do processo de fotossíntese.
52
6.
CONCLUSÕES
A intenção deste trabalho foi elaborar uma proposta de perfil conceitual
para
conceito
de fotossíntese,
a
partir das concepções alternativas
apresentadas pelos próprios alunos do ensino médio.
O perfil conceitual que construímos apresenta cinco zonas que
classificamos como:

Externa, em que ocorre o reconhecimento de variáveis que fazem parte
do processo de fotossíntese, mas não se percebe que tais variáveis
participam de processo no interior da planta;

Interna, em que ocorre o reconhecimento das variáveis que fazem parte
do processo de fotossíntese, além da compreensão de que tais
elementos participam de processos no interior da planta

Funcional, quando ocorre o reconhecimento das diferentes variáveis e
de suas respectivas funções;

Relacional, que se subdivide em Relacional de Variáveis, em que há
estabelecimento de relação clara entre algumas variáveis, e Relacional
de Processo, em que há estabelecimento de relação clara entre
diferentes processos metabólicos realizados pelos autótrofos;

Complexa, em que há compreensão das funções das variáveis, das
relações entre elas e das relações entre as diferentes etapas do
processo de fotossíntese.
Identificamos e descrevemos também os obstáculos epistemológicos e
ontológicos do conceito de fotossíntese apresentados pelos alunos no teste.
Os obstáculos epistemológicos são:

Nominal, que traz deslizes de sentido de palavras associadas ao
processo de fotossíntese;

Automatismo, que consiste na dificuldade de relacionar variáveis e suas
respectivas funções de forma crítica, fundamentais para formação de
conceitos;

Identificação, no sentido de reconhecer quais seres realizam o processo
de fotossíntese.
53
Os obstáculos ontológicos são:

Função, que implica a não compreensão das funções das variáveis;

Função utilitarista, considerar que o processo ocorre para suprir
necessidades de outros seres vivos;

Função de Matéria, que seria dar sentido de Matéria a um conceito que
se configura com um Processo;

Função de Evento, que seria dar sentido de Evento (Intencional) a um
processo de Interação Não Causal (natural);

Abstrações, que é o resultado da observação de um fenômeno ou
conceito, gerando a generalização de conceitos.
Ressaltamos, no entanto, que não foi possível identificar obstáculos
característicos da zona Complexa do perfil, pois não observamos nenhuma
resposta que correspondesse a essa categoria no teste. Por esse motivo,
torna-se necessário um estudo mais aprofundado para detectá-los.
Uma vez concluído nosso objetivo, foi possível perceber a importância
da compreensão da história da formação de um conceito para o processo de
ensino e aprendizagem. Acreditamos ser fundamental a análise dos
conhecimentos prévios e das concepções dos alunos, além da observação das
principais dificuldades, conflitos e lacunas apresentadas por eles no processo
de construção do conhecimento.
Nesse contexto é que propusemos este perfil conceitual, que poderá
servir como suporte para os professores, já que a partir dele poderão analisar e
traçar a melhor estratégia para ajudar os alunos na construção do
conhecimento. Consideramos, portanto, que este trabalho proporcionará
reflexões importantes que contribuirão para o desenvolvimento de atividades
pedagógicas que facilitem o processo de ensino e aprendizagem do processo
de fotossíntese.
Acreditamos, porém, que outras pesquisas precisam ser desenvolvidas
nessa área para aprimorar ainda mais nossa proposta. Para que possamos
contemplar o máximo possível de concepções alternativas apresentadas por
alunos sobre este conceito.
54
7.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMARAL, E. M. R. e MORTIMER, E. F. Uma proposta de perfil conceitual para
o conceito de calor. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências,
Porto Alegre, v. 1, n. 3, 2001. p. 5-18.
BACHELARD, G. A Filosofia do Não: filosofia do novo espírito científico. 6ª
edição, Lisboa. Editorial Presença, 2009. 125 p.
BANDEIRA, C. M. S. A fotossíntese: estudo das concepções alternativas. 2011.
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Biológicas) –
Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2011. 59p.
BECKER, F. Introdução. In: BECKER, F. A epistemologia do professor: O
cotidiano da escola. Petrópolis. Rio de Janeiro. 1993. p. 9 – 32
CARVALHO, I., C.,M. Educação Ambiental Crítica: nomes e endereçamentos
da educação. In: LAYRARGUES, P. P. Identidades da Educação ambiental
brasileira. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2004. p. 13-24.
CHALMERS, Alan F. O que é Ciência, afinal? Editora Brasiliense, São Paulo,
1995. p. 90-99.
CHI, M.T.H. Barriers to Conceptual Change in Learning Science Concepts: A
Theoretical Conjecture. Misconceptions Trust: Ithaca, NY, 1993. p. 4-15.
COUTINHO, F.A., MORTIMER, E. F., EL-HANI, C.N. Construção de um perfil
para o conceito biológico de vida. Revista Investigações em Ensino de
Ciências, v. 12(1), 2007. p. 115-137.
GADOTTI, Moacir. Pedagogia da terra: ecopedagogia e educação sustentável.
In: TORRES, C. A. Paulo Freire y la agenda de la educación latino americana
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HALL, D. O. e RAO, K. K. História e progresso das ideias. In: HALL, D. O. e
RAO, K. K. Fotossíntese. São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária. 1980.
p. 8-17.
HENEINE, I.F. Biofísica Básica. 2ed. São Paulo: Artheneu, 2010. p 3-9.
LEWONTIN, R.C. Biologia como Ideologia- a doutrina do DNA. Editora
FUNPEC, Ribeirão Preto, SP, 2000. p. 7-21.
MARTINS, A. F. P. Algumas contribuições da epistemologia de Gaston
Bachelard à pesquisa em ensino de ciências. In: X Encontro de Pesquisa em
Ensino de Física, 2006, Londrina - PR. Anais do X Encontro de Pesquisa em
Ensino de Física, v. 1, 2006. p. 1-12.
55
______. Concepções de estudantes acerca do conceito de tempo: uma análise
à luz da epistemologia de Gaston Bachelard. In: Capítulo1 – Um referencial
epistemológico, 2004. p. 6-61.
MORTIMER, E. F. Linguagem e Formação de Conceitos no Ensino de
Ciências. Belo Horizonte. Editora UFMG, 2000. 383 p.
POZO, J.I. e ECHEVERRÍA, M.del.P.P. As concepções dos professores sobre
a aprendizagem. Rumo a uma nova cultura educacional. Pátio Revista
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RAVEN, P. H. Fotossíntese, luz e vida. In: RAVEN, P. H., EVERT, R. F., e
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SOUZA, S. C. e ALMEIDA, M. J. P. M., A fotossíntese no Ensino Fundamental:
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n° 1, 2002. p. 97-111.
TORTORA, G. J., FUNKE R.B., CHRISTINE L.C. Microbiologia. 8ed. Porto
Alegre: Artmed, 2007. p. 136-144.
56
8.
APÊNDICES
APÊNDICE 1- Questões abertas do teste
1ª parte
1. O que você entende por fotossíntese?
2ª parte
1. Quem faz a fotossíntese?
2. O que é necessário para que a fotossíntese ocorra?
3.
O que é produzido na fotossíntese?
4.
O que acontece com o que é produzido?
5.
Considerando a resposta da questão anterior, o que acontece
com o que é produzido?
6.
Explique como acontece a fotossíntese em quem a realiza.
57
APÊNDICE 2- Questões fechadas do teste
1.
Plantas dependem do solo, pois dele retiram seus alimentos.
( )V
2.
( )F
) não sei
Na ausência de oxigênio, não ocorre a fotossíntese.
( )V
3.
(
( )F
(
) não sei
Podemos dizer de modo comparativo que a clorofila é o sangue
das plantas.
( )V
4.
( )F
(
) não sei
Carboidratos produzidos na fotossíntese podem ser armazenados
na forma de amido.
( )V
5.
( )F
(
) não sei
O ADP e o NAD, produzidos na fase fotoquímica da fotossíntese
são utilizados na fase química.
( )V
6.
( )F
(
) não sei
Plantas só realizam fotossíntese na presença de luz e só respiram
de noite.
( )V
7.
( )F
(
) não sei
Na fotossíntese, ocorre absorção de gás carbônico, presente no
ar, e da água, localizada no solo, para a produção de açúcares, com
liberação de gás oxigênio.
( )V
8.
Além
( )F
das
plantas,
algumas
(
algas
) não sei
e
bactérias
realizam
fotossíntese.
( )V
9.
( )F
(
) não sei
A molécula de clorofila ao ser excitada, pela luz, transfere elétrons
que são capturados por moléculas transportadoras.
( )V
10.
(
) não sei
A água é o principal alimento das plantas.
( )V
11.
( )F
( )F
(
) não sei
Quando há cloroplastos nos seres vivos não há presença de
mitocôndrias
( )V
( )F
(
) não sei
58
12.
A respiração das plantas ocorre graças aos açúcares provindos
da fotossíntese.
( )V
13.
( )F
(
) não sei
Na presença de luz, as plantas absorvem gás carbônico e liberam
oxigênio e, simultaneamente, absorvem oxigênio e liberam gás
carbônico.
( )V
14.
( )F
(
) não sei
Plantas e algas que não possuem coloração verde não realizam a
fotossíntese.
( )V
15.
( )F
(
) não sei
O oxigênio liberado durante a realização da fotossíntese provém
da quebra da molécula da água.
( )V
16.
( )F
(
) não sei
A fotossíntese é um conjunto de múltiplas reações químicas
interdependentes.
( )V
17.
( )F
(
) não sei
A clorofila absorve a luz e reflete a cor verde que observamos nas
plantas.
( )V
18.
( )F
(
) não sei
Os açúcares formados durante a fotossíntese são utilizados como
fonte de energia para a respiração dos animais.
( )V
19.
(
) não sei
A fotossíntese é importante, porque é a respiração das plantas.
( )V
20.
( )F
( )F
(
) não sei
A clorofila, pigmento presente no cloroplasto, é responsável pela
captação de luz para a fotossíntese.
( )V
21.
( )F
(
) não sei
Durante a fotossíntese temos a produção de carboidratos como,
por exemplo, a glicose.
( )V
22.
( )F
(
) não sei
Os animais não fazem fotossíntese e nem precisam dela para
sobreviver.
( )V
( )F
(
) não sei
59
APÊNDICE 3- Carta de informação enviada aos pais ou responsáveis dos
alunos da ETEC – Parque da Juventude
Escola Técnica Estadual Parque da Juventude
CARTA DE INFORMAÇÃO AOS PAIS OU RESPONSÁVEIS
Prezado (a) Sr (a) responsável,
Somos um grupo de pesquisa formado por professores e alunos da
Universidade Presbiteriana Mackenzie e pela professora de Biologia da Etec Parque
da Juventude, Mariana Peão Lorenzin. Estamos interessados em estudar estratégias
para melhorar o ensino de Biologia, propondo atividades diversificadas.
Para isso, firmamos uma parceria entre a Universidade e a Etec Parque da
Juventude, autorizada pela Direção da escola para investigar o que pensam os alunos
sobre um determinado conceito biológico e como esse pensamento se transforma ao
longo de um conjunto de aulas.
Escolhemos um conteúdo que será trabalhado com os alunos do 1º ano do
Ensino Médio. Durante as aulas, coletaremos dados por meio de questionários,
entrevistas e filmagens. Para tanto, solicitamos sua autorização para que seu/sua filho
(a) possa participar fornecendo esses dados. É importante destacar que os alunos não
serão obrigados a participar da pesquisa e, caso aceitem fazê-lo, podem desistir a
qualquer momento.
Vale lembrar, também, que as imagens registradas em vídeo, bem com as
entrevistas gravadas em áudio, não serão veiculadas em espaços externos à escola.
Garantimos, portanto, o anonimato dos participantes.
A divulgação do trabalho terá finalidade acadêmica e será feita em revistas
especializadas na área de ensino de ciências.
Quaisquer dúvidas que existirem agora, ou a qualquer momento, poderão ser
esclarecidas, bastando entrar em contato conosco pelos e-mails e telefones abaixo
mencionados. Caso estejam de acordo com estes termos, por favor assinem abaixo.
Uma cópia deste documento deverá ser entregue à professora Mariana e ficará com a
escola e a outra, com os pesquisadores.
Desde já, agradecemos pela colaboração.
60
Profa. Dra. Magda Medhat Pechliye ([email protected]), (11) 2114-8790.
Profa. Dra Rosana dos Santos Jordão ([email protected]).
Profa. Mariana Peão Lorenzin ([email protected]) – 2221-0098
Termo de Ciência dos responsáveis
Declaro para os devidos fins, estar ciente dos procedimentos explicados pelo
grupo formado na parceria entre a Etec Parque da Juventude e Universidade
Presbiteriana Mackenzie e concordo com a participação do aluno (a)
_______________________________________________, da 1ª série do Ensino
Médio, turma______ na presente pesquisa.
Assinatura do responsável
___________________________
Nome:
RG:
61
APÊNDICE 4- Tabulação das questões fechadas
Quadro 1: Tabulação das questões fechadas do teste aplicadas a alunos do 1º ano do Ensino
Médio de uma escola técnica de São Paulo.
QUESTÕES FECHADAS
V
F
NS
25
9
0
8
24
2
20
7
7
4. Carboidratos produzidos na fotossíntese podem ser armazenados na forma de
amido.
14
8
12
5. O ADP e o NAD, produzidos na fase fotoquímica da fotossíntese são utilizados
na fase química.
3
4
27
18
16
0
29
4
1
30
2
2
8
1
25
10
19
5
3
16
15
15
11
8
6
24
4
14. Plantas e algas que não possuem coloração verde não realizam a
fotossíntese.
5
21
8
15. O oxigênio liberado durante a realização da fotossíntese provém da quebra
da molécula da água.
13
5
16
16. A fotossíntese é um conjunto de múltiplas reações químicas
interdependentes.
18
4
12
25
5
4
1. Plantas dependem do solo, pois dele retiram seu alimento.
2. Na ausência de oxigênio, não ocorre a fotossíntese.
3. Podemos dizer de modo comparativo que a clorofila é o sangue das plantas.
6. Plantas só realizam fotossíntese na presença de luz e só respiram de noite.
7. Na fotossíntese, ocorre absorção de gás carbônico, presente no ar, e da água,
localizada no solo, para a produção de açúcares, com liberação de gás oxigênio.
8. Além das plantas, algumas algas e bactérias realizam fotossíntese.
9. A molécula de clorofila ao ser excitada, pela luz, transfere elétrons que são
capturados por moléculas transportadoras.
10. A água é o principal alimento das plantas.
11. Quando há cloroplastos nos seres vivos não há presença de mitocôndrias.
12. A respiração das plantas ocorre graças aos açúcares provindos da
fotossíntese.
13. Na presença de luz, as plantas absorvem gás carbônico e liberam oxigênio e,
simultaneamente, absorvem oxigênio e liberam gás carbônico.
17. A clorofila absorve a luz e reflete a cor verde que observamos nas plantas.
62
9
22
3
22
12
0
25
2
7
25
4
5
20
13
1
18. Os açúcares formados durante a fotossíntese são utilizados como fonte de
energia para a respiração dos animais.
19. A fotossíntese é importante, porque é a respiração das plantas.
20. A clorofila, pigmento presente no cloroplasto, é o responsável pela captação
de luz para a fotossíntese.
21. Durante a fotossíntese temos a produção de carboidratos como, por exemplo,
a glicose.
22. Os animais não fazem fotossíntese e nem precisam dela para sobreviver.
V - verdadeiro / F - falso / NS - não sei
Total de alunos: 34
Gabarito - negrito
63
APÊNDICE 5- Categorização a partir do perfil conceitual de fotossíntese.
Quadro 2: Categorização das questões fechadas do teste a partir do perfil conceitual de
fotossíntese, aplicadas a alunos do 1º ano do Ensino Médio de uma escola técnica
de São Paulo.
ZONAS DO PERFIL
QUESTÕES FECHADAS
E
1. Plantas dependem do solo, pois dele retiram seu alimento.
X
2. Na ausência de oxigênio, não ocorre a fotossíntese.
X
I
3. Podemos dizer de modo comparativo que a clorofila é o sangue das
plantas.
F
RV RP
X
4. Carboidratos produzidos na fotossíntese podem ser armazenados na
forma de amido.
X
5. O ADP e o NAD, produzidos na fase fotoquímica da fotossíntese são
utilizados na fase química.
6. Plantas só realizam fotossíntese na presença de luz e só respiram de
noite.
X
X
7. Na fotossíntese, ocorre absorção de gás carbônico, presente no ar, e da
água, localizada no solo, para a produção de açúcares, com liberação de
gás oxigênio.
8. Além das plantas, algumas algas e bactérias realizam fotossíntese.
9. A molécula de clorofila ao ser excitada, pela luz, transfere elétrons que
são capturados por moléculas transportadoras.
C
X
X
X
X
10. A água é o principal alimento das plantas.
X
11. Quando há cloroplastos nos seres vivos não há presença de
mitocôndrias.
X
12. A respiração das plantas ocorre graças aos açúcares provindos da
fotossíntese.
X
13. Na presença de luz, as plantas absorvem gás carbônico e liberam
oxigênio e, simultaneamente, absorvem oxigênio e liberam gás carbônico.
14. Plantas e algas que não possuem coloração verde não realizam a
fotossíntese.
X
X
X
15. O oxigênio liberado durante a realização da fotossíntese provém da
quebra da molécula da água.
X
16. A fotossíntese é um conjunto de múltiplas reações químicas
interdependentes.
X
17. A clorofila absorve a luz e reflete a cor verde que observamos nas
plantas.
X
64
18. Os açúcares formados durante a fotossíntese são utilizados como fonte
de energia para a respiração dos animais.
19. A fotossíntese é importante, porque é a respiração das plantas. *
X
X
X
20. A clorofila, pigmento presente no cloroplasto, é o responsável pela
captação de luz para a fotossíntese.
21. Durante a fotossíntese temos a produção de carboidratos como, por
exemplo, a glicose.
X
22. Os animais não fazem fotossíntese e nem precisam dela para
sobreviver. *
E - Externa, I - Interna, F - Funcional, RV - Relacional de Variáveis, RP - Relacional de Processos, C - Complexa
* Representam afirmações inadequadas para categorização a partir do perfil conceitual.
X
65
APÊNDICE 6 - Respostas dos alunos do 1º C à primeira questão aberta
(1º parte) do teste.
66
67
68
69
70
71
72
73