Introdução

Segundo Pozo e Crespo (1998), a inclusão das ciências da natureza, como parte do currículo da Educação Básica, faz-se importante por proporcionar aos alunos uma cultura científica que permite entender o funcionamento da natureza e como os avanços científicos e tecnológicos influenciam na vida das pessoas.

A ciência contribui para a formação da cidadania (^{LORENZETTI, 2000}; ^{CHASSOT, 2000}), o que significa que a educação permite que os alunos atuem de forma mais ativa na sociedade, possibilitando o desenvolvimento do processo de alfabetização científica (AC). Sendo assim, a alfabetização científica é o processo pelo qual a linguagem das ciências naturais adquire significados, de modo a possibilitar aos alunos a compreensão de seu universo, propiciando o acesso a novas formas de conhecimento e cultura e capacitando-os a exercer a cidadania na sociedade em que vivem (^{LORENZETTI, 2000}).

Dessa maneira, o ensino de ciências nos anos iniciais deve contribuir não somente para que o aluno compreenda os conceitos científicos, mas também para que perceba que aquilo que é ensinado na escola faz parte de seu cotidiano. Assim, consideramos que o ensino dessa área do conhecimento contribui para a formação de um espírito crítico e reflexivo, que permita uma leitura de mundo, com o real entendimento do universo e uma efetiva atuação na sociedade, caracterizada pela tomada de decisão nos assuntos que envolvem a ciência e a tecnologia. É preciso oferecer condições para que os alunos desenvolvam cada vez mais o conhecimento acerca da natureza e o respeito para com ela, sendo capazes de compreender seus fenômenos e usar seus recursos naturais e tecnológicos com sensatez, possibilitando, assim, a formação de um cidadão alfabetizado cientificamente.

Segundo ^{Sasseron e Carvalho (2008}, p. 4), a alfabetização científica “não será completamente alcançada em aulas do Ensino Fundamental”, pois “é um processo em constante construção, apesar disso é possível almejá-la e buscar desenvolver certas habilidades entre os alunos”. O ensino que objetiva a promoção da alfabetização científica deve estar baseado em um currículo diferenciado que permita um ensino de ciências mais significativo. São várias as habilidades julgadas necessárias quando se almeja a alfabetização científica e deveriam ser o ponto de apoio na idealização, planejamento e análise de propostas para o ensino de ciências.

Além de um planejamento diferenciado, é necessária uma atuação docente que enfatiza uma educação crítica, transformadora, inovadora e formadora de opiniões. Não cabe somente ao professor esse desafio, mas ao sistema educacional como um todo, o qual deve proporcionar condições materiais, profissionais e intelectuais capazes de assegurar aos professores uma atuação educativa mais efetiva.

A partir disso surgiu o problema da pesquisa a que se refere este artigo, responder à seguinte questão: Quais são as contribuições de uma sequência didática a respeito da água na promoção da alfabetização científica nos anos iniciais, evidenciadas por meio das explicações dos alunos sobre os conhecimentos científicos representados na construção de mapas conceituais?

Consideramos que os mapas conceituais são ferramentas gráficas que permitem a construção, organização, representação e avaliação do conhecimento de forma diferenciada e, quando devidamente utilizados e aplicados, tornam-se instrumentos potencializadores que contribuem para a aprendizagem significativa dos alunos.

A teoria dos mapas conceituais foi desenvolvida por Joseph Novak, em 1972, quando trabalhava com muitos dados de entrevistas clínicas piagetianas e necessitava de um instrumento para organizar este material. O mapa conceitual fundamenta-se na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, o qual aponta que o ser humano organiza o seu conhecimento utilizando a hierarquização de conceitos.

Segundo Novak e Cañas (2010, p. 10), mapas conceituais (MC) “são ferramentas gráficas para a organização e representação do conhecimento” e o seu processo de construção permite a exteriorização do conhecimento com a representação visual que cada indivíduo elabora. O mapa conceitual é considerado como um estruturador do conhecimento, na medida em que permite mostrar como o conhecimento a respeito de um assunto está organizado na estrutura cognitiva de seu autor, podendo visualizar e analisar a sua profundidade e a sua extensão. Ele pode ser entendido como uma representação visual utilizada para partilhar significados, pois explicita como o autor entende as relações entre os conceitos enunciados.

Os mapas conceituais podem ser concebidos também como instrumentos para cartografar o conjunto de ideias aprendidas em uma área específica, por alunos ou por sujeitos de uma pesquisa educacional. A figura 1 apresenta um exemplo de mapa conceitual.

Fonte: Dados da pesquisa.

Figura 1 – Mapa conceitual do Mapa conceitual 

Para ^{Tavares (2007)}, o mapa conceitual é uma estrutura esquemática para representar um conjunto de conceitos imersos em uma rede de proposições.

Quando um aprendiz utiliza o mapa durante o seu processo de aprendizagem de determinado tema, vai ficando claro para si as suas dificuldades de entendimento desse tema. Um aprendiz não tem muita clareza sobre quais são os conceitos relevantes de determinado tema, e ainda mais, quais as relações sobre esses conceitos. Ao perceber com clareza e especificidade essas lacunas, ele poderá voltar a procurar subsídios (livro ou outro material instrucional) sobre suas dúvidas, e daí voltar para a construção de seu mapa. Esse ir e vir entre a construção do mapa e a procura de respostas para suas dúvidas irá facilitar a construção de significados sobre conteúdo que está sendo estudado. (^{TAVARES, 2007}, p. 74).

Assim, o mapa conceitual é considerado como um estruturador do conhecimento, na medida em que permite mostrar como o conhecimento acerca de determinado assunto está organizado na estrutura cognitiva de seu autor, podendo visualizar e analisar a sua profundidade e a sua extensão. Ele pode ser entendido como uma representação visual utilizada para partilhar significados, pois explicita como o autor entende as relações entre os conceitos enunciados.

De acordo com Hernandez et al. (2000), a inovação educacional busca introduzir uma mudança na prática de sala de aula pela introdução de novos processos de ensino, de produtos, de materiais e de ideias. Assim, a inclusão de estratégias diversificadas, como o uso de mapas conceituais nas aulas de ciências, pode renovar o ensino dos conteúdos e até alterar a prática pedagógica dos professores. Além disso, pode contribuir para a promoção da alfabetização científica dos estudantes.

A alfabetização científica nos anos iniciais

Um dos objetivos da educação em ciências é promover a alfabetização científica por meio de práticas de ensino que insiram o aluno em um mundo de significados novos, a fim de familiarizá-lo com uma linguagem diferente daquela utilizada no cotidiano – a linguagem científica – a qual tem características próprias, de modo que os alunos sejam capazes de: a) atribuir sentidos ao mundo em que vivem, a partir dessa linguagem; b) entender o que é ciência, de forma que a linguagem das ciências passe a ter significado; c) aplicar os conhecimentos adquiridos em situações novas; d) conhecer e interpretar os fenômenos naturais à sua volta; e) aumentar a capacidade de tomar decisões em sua vida diária; e f) adquirir habilidades e atitudes que auxiliarão em sua formação como indivíduo mais crítico, participante e atuante na comunidade em que vive (^{LORENZETTI, 2000}).

Todavia, para que a AC se torne efetiva, faz-se necessário que a escola seja realmente a ponte que liga o aluno aos conhecimentos científicos de forma adequada, abordando a ciência como parte da vida do aluno e não como um conteúdo separado, dissociado da sua realidade.

Para ^{Lorenzetti e Delizoicov (2001}, p. 8-9), o processo de alfabetização científica “pode e deve ser desenvolvido desde a fase inicial de escolarização”, mesmo antes da aquisição da leitura e escrita, de maneira a contribuir para a inserção do aluno à cultura científica, por meio de uma prática pedagógica interdisciplinar e contextualizada. Carvalho et al. (2010, p. 13) ressaltam a importância do ensino de ciências nos anos iniciais, uma vez que permite que os alunos possam “discutir e propor soluções compatíveis com seu desenvolvimento e sua visão de mundo, mas em um sentido que os levará mais tarde, ao conhecimento científico”.

É fundamental um ensino de ciências pautado nas relações entre a ciência, a tecnologia, a sociedade e o ambiente, a fim de desenvolver habilidades científicas que permitam que os alunos construam um processo de aprendizagem capaz de relacionar conhecimentos de várias áreas do saber, identificando as suas implicações sociais, culturais, políticas, econômicas e tecnológicas. Assim, processos de ensino baseados no desenvolvimento de uma cultura científica, por meio da alfabetização científica, contribuem para a formação de cidadãos mais ativos e participantes na sociedade em que vivem.

Portanto, segundo ^{Sasseron (2014)}, a AC pode ser compreendida como:

[...] o objetivo do ensino de Ciências para a formação de pessoas que conheçam e reconheçam conceitos e ideias científicas, aspectos da natureza da ciência e relações entre as ciências, as tecnologias, a sociedade e o ambiente. (^{SASSERON, 2014}, p. 51).

Tornar os conteúdos científicos dotados de significado para discutir o papel do desenvolvimento científico e tecnológico e suas implicações na dinâmica social apresenta-se como uma questão importante para o ensino de ciências.

Urge formar cidadãos conscientes da compreensão das interações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA) e das suas implicações. As pessoas precisam entender a ciência e a tecnologia como atividades humanas e não simplesmente como atividades neutras, distantes dos problemas sociais.

Para ^{Reis (2004}, p. 31), “as pessoas aprendem ciência a partir de uma variedade de fontes, por uma variedade de razões e de diversas maneiras”. Nesse sentido, a escola tem um papel importante de possibilitar o acesso do aluno ao conhecimento científico por meio do ensino de ciências, sendo fundamental que se proporcione um processo formativo desde cedo, visando a formar cidadãos que compreendam a linguagem científica e saibam utilizá-la de forma mais ativa na sociedade. E, conforme dito alhures, que possam perceber que a produção e o uso da ciência tanto podem contribuir para a melhoria de vida quanto podem trazer implicações e consequências negativas para o ser humano e para o meio ambiente.

O conceito de alfabetização científica deve incluir o desenvolvimento da capacidade dos alunos na condução em tomarem ações apropriadas, responsáveis e eficazes sobre questões de interesse social, econômico, ambiental e moral-ético, as quais, segundo ^{Hodson (2003)}, devem ter como base sete áreas de preocupação: a saúde humana; a alimentação e a agricultura; os recursos terrestres, hídricos e minerais; os recursos e consumo de energia; a indústria; a transferência e transporte de informações; a ética e a responsabilidade social.

Em virtude disso, entende-se que o papel do professor é essencial na busca pela almejada alfabetização científica, cabendo-lhe planejar e organizar atividades e estratégias de ensino que despertem o interesse dos alunos, contemplando diferentes espaços e meios para atingir os objetivos de aprendizagem.

As atividades na escola não devem se restringir à compreensão básica de termos, conhecimentos e conceitos científicos, limitando-se a uma apropriação linguístico-conceitual. Há necessidade de ir além e trabalhar outras atividades, promovendo habilidades que levem o aluno a perceber as relações existentes entre o conhecimento sistematizado na escola e os assuntos presentes no dia a dia.

Sendo assim, permitir-se-á que ele levante hipóteses, teste-as, questione, busque explicações e construa argumentos para o tema trabalhado, além de perceber as relações existentes entre ciência, tecnologia, sociedade e meio ambiente e as implicações que isso representa para a sociedade e para o planeta.

Uma abordagem de ensino CTSA com foco no ensino de ciências procura preparar o aluno para o exercício da cidadania, auxiliando-o no processo de tomada de decisões responsáveis, bem como ser capaz de realizar uma leitura crítica da realidade. Assim, as aulas de ciências devem possibilitar ao aluno a problematização e a investigação de fenômenos vinculados ao seu cotidiano, para ser capaz de dominar e usar os conhecimentos construídos nas diferentes esferas de sua vida, buscando benefícios práticos às pessoas, à sociedade e ao meio ambiente. Por isso, a definição de alfabetização científica está centrada nos significados, sentidos e aplicabilidade dos conhecimentos científicos, ultrapassando a simples reprodução dos conceitos nas aulas de ciências.

^{Sasseron e Carvalho (2011)} defendem a necessidade de um ensino que vá além do fornecimento de noções e conceitos científicos. Segundo elas, é importante que os alunos sejam confrontados com problemas autênticos nos quais a investigação seja condição para resolvê-los. Para isso, sustentam a inevitabilidade da realização de atividades que promovam discussão, de forma a criar um ambiente argumentativo mais complexo, que vão além da apresentação somente de dados e conclusões, mas que mostrem a aquisição de algumas habilidades próprias das ciências e do fazer científico, denominadas de indicadores da alfabetização científica.

Eixos estruturantes e indicadores de AC

Partindo de um resgate na literatura, ^{Sasseron e Carvalho (2008)} destacam que existem alguns requisitos para considerar um cidadão como alfabetizado cientificamente. As autoras identificaram três pontos relevantes quando se pensa na promoção da AC, denominando-os de eixos estruturantes da Alfabetização Científica, pois são eles que servem de apoio na idealização, no planejamento e na análise de propostas de ensino.

O primeiro eixo configura-se na “compreensão básica de termos, conhecimentos e conceitos científicos fundamentais”; o segundo refere-se à “compreensão da natureza das ciências e dos fatores éticos e políticos que circundam sua prática”; e o terceiro “compreende o entendimento das relações existentes entre ciência, tecnologia, sociedade e ambiente”. (^{SASSERON; CARVALHO, 2008}, p. 3).

A partir desses eixos foram estabelecidos os indicadores de alfabetização científica, que consideram as habilidades utilizadas pelos cientistas durante suas investigações e que servem como parâmetros para identificar que a alfabetização científica está em processo. Esses indicadores são algumas habilidades próprias das ciências e do fazer científico, habilidades comuns desenvolvidas e utilizadas para a resolução, discussão e divulgação de problemas em quaisquer áreas das ciências quando se dá a busca por relações entre o que se vê do problema investigado e as construções mentais que levem ao entendimento dele.

Os indicadores têm a função de mostrar algumas habilidades que devem ser trabalhadas quando se deseja colocar a AC em processo de construção de conhecimentos. O professor tem, por meio desse indicadores, pistas acerca de como aprimorar sua prática docente de modo que ela, efetivamente, alcance o aluno.

Os indicadores são distribuídos em três grupos: o primeiro está relacionado com a obtenção de dados; o segundo relaciona-se com à estruturação do pensamento; e o terceiro grupo com busca de relações. Cada um desses grupos representa um bloco de ações que são colocadas em prática quando há um problema a ser resolvido.

Segundo ^{Sasseron e Carvalho (2008}, p. 6), o primeiro grupo envolve os indicadores que se relacionam especificamente ao trabalho com os dados obtidos em uma investigação e são classificados em seriação, organização e classificação de informações. Eles são importantes na investigação de um problema, pois é:

[...] por meio deles que se torna possível conhecer as variáveis envolvidas no fenômeno mesmo que, neste momento, o trabalho com elas ainda não esteja centralizado em encontrar relações entre elas e o porquê de o fenômeno ter ocorrido tal como se pôde observar. (^{SASSERON; CARVALHO, 2008}, p. 6).

O segundo grupo de indicadores envolve dimensões relacionadas à estruturação do pensamento que molda as afirmações feitas e as falas expressas durante as aulas de ciências, além de demonstrar formas de organizar o pensamento, “indispensáveis quando se tem por premissa a construção de uma ideia lógica e objetiva para as relações que regulam o comportamento dos fenômenos naturais” (^{SASSERON; CARVALHO, 2008}, p. 6). São dois os indicadores desse grupo: o raciocínio lógico e o raciocínio proporcional.

Por fim, no terceiro grupo estão os indicadores ligados mais diretamente à busca de relações. Fazem parte dele os seguintes indicadores: levantamento e teste de hipótese, justificativa, previsão, explicação. Devem surgir nas etapas finais das discussões, pois caracterizam-se por trabalhar com as variáveis envolvidas no fenômeno e a busca por relações capazes de descrever as situações para aquele contexto e outros semelhantes.

O Quadro 1 apresenta os indicadores de alfabetização científica, que ^{Sasseron e Carvalho (2008)} descrevem como importantes para avaliar o nível de AC dos alunos.

Ressalta-se que a “presença de um indicador não inviabiliza a manifestação de outro”. Bem ao contrário, pois durante “as argumentações em sala de aula nas quais os alunos tentam explicar ou justificar uma ideia, é provável que os indicadores demonstrem suporte e apoio à explanação que está sendo feita” (^{SASSERON; CARVALHO, 2008}, p. 7).

Segundo ^{Sasseron (2008)}, para se alcançar a alfabetização científica é importante considerar que esforços devem ser feitos desde o início da escolarização dos alunos. Assim, ainda no ensino fundamental, a elaboração de propostas que levem em conta os eixos estruturantes pode alcançar bons resultados, desenvolvendo nos alunos habilidades que podem ser usadas em diversos contextos e não somente nas aulas de Ciências.

Neste artigo, argumentamos que uma sequência didática, baseada nos eixos estruturantes da alfabetização científica e nos três momentos pedagógicos, pode contribuir na promoção da AC, o que será evidenciado nos indicadores obtidos nas entrevistas com os estudantes, quando forem explicitados os conhecimentos científicos representados nos mapas conceituais construídos no final da sequência.

Metodologia

A presente pesquisa pode ser considerada de natureza qualitativa, exploratória, com delineamento do tipo intervenção pedagógica, pois a realidade não é estática e uma pesquisa de intervenção deve ter o contexto como objeto de análise, buscando elucidar questões relativas aos problemas de aprendizagem. Para Damiani et al. (2013, p. 58), trata-se de:

[...] investigações que envolvem o planejamento e a implementação de interferências, destinadas a produzir avanços ou melhorias nos processos de aprendizagem dos sujeitos que delas participam e a posterior avaliação dos efeitos dessas interferências.

As atividades propostas foram desenvolvidas em nove encontros, sendo que os três primeiros foram voltados para a formação da professora que desenvolveu a sequência didática e para a discussão da sequência. Os outros seis foram dedicados para a implementação da sequência didática, com duração de duas horas para cada encontro.

A sequência didática foi implementada entre os meses de outubro e dezembro de 2016 em uma escola pública de Araucária, estado do Paraná, com 24 alunos do 4º ano do ensino fundamental I. Os responsáveis pelos alunos assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, após a aprovação no Comitê de Ética da Instituição X, e os alunos serão identificados como A1 a A24 nas análises.

Nas seis aulas foram elaborados mapas conceituais, sendo que nas primeiras cinco aulas os mapas foram construídos com auxílio da professora, com o objetivo de compreensão de sua construção. O último mapa foi elaborado em duplas ou trios e sem auxílio da professora, com o intuito de se avaliar a construção do mapa, a compreensão do conteúdo e os indicadores de AC.

O desenvolvimento das aulas utilizou como estratégia didática os três momentos pedagógicos (3MP) estabelecidos por Delizoicov, Angotti e Pernambuco (2011). A problematização inicial objetiva despertar o interesse do aluno para a aquisição de conhecimentos que ainda não tem, mediante a apresentação de situações significativas em que o aluno manifesta seu conhecimento prévio. A organização do conhecimento é a etapa em que deve ocorrer a ruptura dos conhecimentos fundamentados no senso comum, construindo olhares mais críticos que estejam relacionados ao fenômeno estudado, na medida em que os conhecimentos científicos identificados e planejados são estudados mediados pelo professor, propiciando que as situações discutidas na problematização inicial sejam compreendidas. Na aplicação do conhecimento ocorre a retomada e na análise das questões elencadas inicialmente, contribuindo para a sistematização do conhecimento que vem sendo compreendido e incorporado pelos alunos. O conhecimento adquirido nessa etapa pode contribuir para compreender outras questões, para além daquelas abordadas na problematização inicial (DELIZOICOV; ANGOTTI; PERNAMBUCO, 2011). Os 3MP podem guiar a estruturação do currículo, bem como contribuir na implementação do mesmo em sala de aula. Neste artigo, defendemos que uma sequência didática, estruturada com base nos três momentos pedagógicos, pode contribuir para promover os indicadores de alfabetização científica dos educandos.

É importante ressaltar que os 3MP estabelecem uma perspectiva diferenciada para a atuação docente, além de valorizar os conhecimentos prévios dos alunos, instigando a curiosidade para buscar soluções aos problemas apresentados e para participar ativamente das aulas.

A sequência foi denominada Água: de onde vem, para onde vai?³ e foi sintetizada no Quadro 2.

Para a análise dos dados constituídos durante o contexto da investigação, optou-se por utilizar a análise textual discursiva (^{MORAES; GALIAZZI, 2011}), devido à natureza qualitativa e exploratória da pesquisa. Segundo ^{Moraes e Galiazzi (2011}, p.13-14), a análise textual discursiva trabalha “com significados construídos a partir de um conjunto de textos. Os materiais textuais constituem significantes a que o analista precisa atribuir sentidos e significados”, destacando que a pretensão é “construir compreensões a partir de um conjunto de textos, analisando-os e expressando a partir dessa investigação alguns dos sentidos e significados que possibilitariam ler”.

Na etapa de análise, foram examinadas as explicações dos alunos acerca da construção dos oito mapas conceituais elaborados em duplas ou trios na última aula, os quais deveriam expressar o que os alunos tinham apreendido nas aulas da sequência didática. Na entrevista realizada foi pedido para os alunos explicarem o mapa conceitual elaborado pelo grupo, sendo feitas várias questões envolvendo o conhecimento evidenciado pelos alunos.

A análise foi tanto das características estruturais (forma/estrutura) como semânticas (conteúdo), a fim de se averiguar os conhecimentos científicos desenvolvidos, bem como a compreensão da técnica de construção de mapas conceituais⁴. Nessa fase, foram verificadas as falas dos alunos, obtidas por meio de uma entrevista semiestruturada após terem construído os mapas conceituais. As falas dos alunos foram categorizadas de acordo com as definições dos indicadores de alfabetização presentes no Quadro 1.

Os indicadores de alfabetização científica evidenciados

As falas dos alunos, obtidas durante as entrevistas, evidenciaram o conhecimento adquirido durante a implementação da sequência didática, possibilitando a identificação dos indicadores da alfabetização científica, com base no referencial de ^{Sasseron e Carvalho (2008)}, com os seguintes indicadores: seriação, organização e classificação de informações, raciocínio lógico, raciocínio proporcional, levantamento de hipóteses, justificativa, previsão e explicação.

Esses indicadores têm a função de mostrar algumas habilidades que devem ser trabalhadas quando se deseja colocar a AC em processo de construção com os alunos. O professor pode, por intermédio dos indicadores, avaliar se o aluno se apropriou do conhecimento científico, conseguindo, assim, aprimorar sua prática docente. Nesse sentido, as explicações orais dos alunos em relação à construção de seu mapa conceitual facilitam muito a tarefa de análise.

Ao analisar os indicadores de AC presentes nas explicações dos mapas conceituais construídos pelos alunos na última aula, a partir da aplicação de uma sequência didática que abordou a temática água, considerou-se o modo como os alunos argumentam e quais as características expressas nessas argumentações trazem indícios de como o processo está acontecendo, os quais foram constituídos com base na entrevista semiestruturada.

Na Tabela 1, apresentamos o número de unidade de análise para cada indicador nos oito mapas analisados.

Os indicadores de AC foram obtidos a partir das entrevistas e os resultados indicaram o predomínio do indicador levantamento de hipóteses, com 127 ocorrências. Seguido do indicador organização e justificativa, com 55 cada um. Os indicadores de AC intermediários foram: explicação, com 35 ocorrências; previsão, com 28 ocorrências; e classificação, com 23. Teste de hipóteses, com 19 ocorrências; seriação, com 10 ocorrências; e raciocínio lógico, com 7 ocorrências foram os menos evidenciados. O indicador raciocínio proporcional não foi evidenciado nas entrevistas com os alunos.

A partir das entrevistas, foi possível analisar as falas dos estudantes, sendo possível assim classificar de acordo com os indicadores de AC correspondentes.

A ocorrência menor do indicador seriação de informações pode indicar uma limitação no processo de formação dos alunos, uma vez que esse indicador exige um maior domínio e interpretação dos dados observados, diferente do indicador classificação de informações que se refere a um nível mais elementar de AC.

Quanto à menor ocorrência dos indicadores de raciocínio lógico e proporcional, tal fato pode acontecer devido às crianças dos anos iniciais do ensino fundamental estarem no estágio das operações concretas cuja marca é a aquisição da noção de reversibilidade das ações. Assim, têm dificuldade em relacionar conceitos abstratos e raciocinar sobre hipóteses, isto é, ter o domínio completo do pensamento lógico e dedutivo. O que predomina é a lógica nos processos mentais e a habilidade de discriminar os objetos por similaridade e diferenças.

O indicador organização das informações está relacionado ao arranjo das informações novas com aquilo que o aluno já sabe, ocorrendo uma retomada dos conteúdos trabalhados (^{SASSERON, 2008}). Já o indicador levantamento de hipóteses, no ambiente escolar, adquire um caráter pedagógico importante na construção do conhecimento científico, pois é por intermédio dele que os alunos expõem seus conhecimentos prévios para depois tomar uma decisão, possibilitando testar e traçar uma explicação significativa considerando as hipóteses (confirmação, negação ou dúvida) e, posteriormente, construir novos conhecimentos.

Nesse sentido, o levantamento de hipóteses em aulas de ciências pode ser um importante marco para a apropriação da linguagem e habilidades que evidenciam a ocorrência da alfabetização científica. Note-se que é com as hipóteses construídas que surgem as oportunidades para a construção de relações que, por sua vez, provocam o surgimento de explicações ligadas às hipóteses apresentadas.

Os indicadores relativos à justificativa, explicação e previsão correspondem à busca por conexões e relações entre variáveis que emergem, a fim de descrever e explicar o fenômeno e suas consequências, atribuindo-lhe causas e efeitos. A explicação revela as relações construídas ao longo de uma colocação. Os elementos que aparecem associados a ela têm como função principal, dentro do argumento, assegurar maior validade e autenticidade à proposição, como os indicadores de AC, a justificativa e a previsão (^{SASSERON, 2008}).

Assim, à medida que a criança justifica, prevê e explica, mesmo tendo um argumento pouco consistente e coerente, é uma possibilidade de ela construir ideias e explicações, que, gradativamente, se tornam mais complexas e coerentes. A presença desses indicadores pode ser identificada nos trechos que serão analisados a seguir, tendo por base os propósitos objetivados neste trabalho.

No primeiro grupo, estão os indicadores seriação de informação, organização de informações e classificação de informações. O indicador seriação de informações pode ser observado quando os alunos respondem à questão da professora de acordo com as suas experiências prévias. A seguir temos alguns exemplos:

A6: eu sabia que a melancia tinha água porque tem uma aguinha;

A17: a chuva está lá no céu;

A6 e A17: a água chega até as casas pelos canos.

Esse indicador tem como objetivo elencar dados já trabalhados e/ou experiências prévias dos alunos estabelecendo bases para o problema investigado. Desse modo, as falas elencadas no excerto estão ligadas a uma relação de dados referentes à temática com a qual o professor pretende trabalhar e a eventos do cotidiano do aluno.

Nesse grupo também pode-se observar o indicador organização de informações que busca uma ordenação das informações novas ou já trabalhadas de forma a relembrá-las. Sua ocorrência pode ser observada quando o aluno retoma as informações trabalhadas em sala de aula. Nesse caso, a leitura de cada mapa conceitual contribuiu para a retomada das informações discutidas ao longo das aulas.

A19: Nós usamos a água para tomar banho, beber e fazer serviço em casa e para isso é preciso tratar. Algumas doenças causadas por água contaminada: bactéria do nadador, hepatites A e E, diarreia, leptospirose, ascaridíase, cólera e giardíase. O saneamento básico é um conjunto de medidas que trabalha para deixar nossa vida mais saudável. A água está nos rios, seres vivos e solos. As fontes poluidoras são as indústrias, esgoto, espuma, agrotóxico, lixo e óleo.

A7: A água é sugada pelo rio, vai para a ETA (estação de tratamento da água), lá na ETA eles vão lavando e limpando a água, tirando a sujeira. Depois disso, eles vão (inaudível) e entra em uma enorme caixa de água, que depois dessa caixa vai distribuir por toda a cidade.

Ainda dentro do primeiro grupo tem-se a classificação de informações que também retoma as ideias já discutidas e busca relacioná-las. O diálogo entre pesquisadora (P) e alunos acerca da temática água trabalhada na sequência didática evidencia o indicador:

P: você sabe como a água chega na tua casa?

A19: Primeiro ela é tratada na ETA e daí ela vai pela tubulação e chega na minha casa, daí vai pelo esgoto e daí o esgoto é tratado na ETE e é levado para o rio.

P: Você sabe como a água é tratada?

A17: Primeiro suga a água do rio, passa para tirar as coisas grossas, folhas e coisas assim. Depois passa para colocar cloro e as coisas, enche a caixa e vai para as casas.

Há nos exemplos a ordenação dos elementos trabalhados, buscando uma melhor compreensão das informações.

O segundo grupo de indicadores inclui elementos relacionados à estruturação do pensamento, de forma a articular ideias e explicações sobre o mundo natural. O raciocínio lógico compreende o modo como as ideias são desenvolvidas e apresentadas e está diretamente relacionado à forma como o pensamento é exposto. Já o raciocínio proporcional refere-se à maneira como as variáveis têm relações entre si, mostrando a interdependência que pode existir entre elas.

Pode-se ver no trecho a seguir, por meio do diálogo entre pesquisadora e o aluno (A7), um exemplo de raciocínio lógico, pois essa fala demonstra compreensão em relação ao problema proposto acerca das fontes poluidoras e traz uma proposta hipotética para solução do problema.

P: O que é preciso fazer para as pessoas não poluírem?

A7: Inventar uma lei e tem que colocar uma câmera, muita câmera pela cidade. E tem que colocar uma multa, porque se alguém jogar lixo no chão, daí pode ver e pagar uma certa multa.

No próximo trecho, a criança relaciona as informações e hipóteses levantadas a uma nova explicação e ajuda o colega a chegar a uma conclusão sobre a existência de água no ar.

A7: Igual aqueles soros lá, da inalação, quando você vai respirar, aquilo que você respira é vapor...

Em outro fragmento, tem-se também um exemplo de raciocínio lógico, pois essa fala demonstra a tomada de consciência, a compreensão em relação ao problema proposto acerca das fontes poluidoras na cidade de Araucária e a tentativa de solucionar a questão propondo alternativas para o excesso de consumo.

P: que atitudes a gente deveria tomar para evitar essa poluição? Ou quais soluções?

A11: se a gente já tem uma coisa e a gente não usa mais e joga no lixo e às vezes o lixo vai lá para o rio e contamina todo o rio... por causa das coisas que a gente compra e não precisa e daí joga fora. Então a gente precisa comprar poucas coisas.

O indicador raciocínio proporcional não foi identificado nas análises, pois não ocorreu uma extrapolação da representação da estrutura do pensamento que abrangesse as relações de interdependência entre as variáveis trabalhadas.

O último grupo de indicadores analisados está relacionado com a busca de relações, isto é, compreensão do cenário. O levantamento de hipóteses é um indicador que pretende apontar as suposições que os alunos estabelecem diante do questionamento da pesquisadora:

P: Tem água nas frutas?

Alunos: Tem.

P: Na melancia tem?

Alunos: Tem.

P: E na banana?

A20: Não.

A11: Na melancia tem, porque é um líquido né.

A20: E na banana não tem, por causa que ela é seca.

P: A banana não tem água porque ela é seca? É isso?

A11: Sim, é mais ou menos seco.

P: Mas a melancia tem?

Alunos: Sim.

P: Mas a banana não é uma fruta?

A11: É....então a banana tem, porque ela é uma fruta.

P: Ela tem água ou não tem?

Alunos: tem.

P: Todas as frutas têm água?

Alunas: tem.

P: Então a banana tem água? Ou não tem?

Alunas: Tem.

P: É certeza?

A11: Sim. Ela é uma fruta.

No trecho citado há o levantamento de hipóteses e confronto de ideias, criando um valioso diálogo e reavaliação de conceitos. De acordo com ^{Capecchi e Carvalho (2000)}, aprender ciências compreende expressar-se em uma nova linguagem social. Nessa perspectiva, é preciso proporcionar ao aluno situações que possibilitem expor o que pensa e criar condições para que tenha acesso a outros pontos de vista, ouça outros argumentos e visualize outras formas de analisar um fenômeno.

P: Banana tem água?

A19: Acho que não.

P: E melancia?

A19: Tem.

P: Cachorro tem água?

A19: Acho que sim.

P: E a gente?

A19: Tem.

P: Por que que a banana não tem água?

A19: Eu acho que não. Porque....eu acho que mudei de opinião, porque se a banana não tiver água ela pode ficar, ela não vai viver eu acho, ela vai ficar totalmente murcha eu acho e não vai dar para a gente comer.

Na transcrição acima a criança está levantando hipótese a respeito da fruta banana ter ou não água: “eu acho que mudei de opinião”; entretanto, concomitantemente, ela apresenta outros indicadores desse mesmo grupo, a previsão, que aparece no fragmento “ela vai ficar totalmente murcha” e a explicação ao falar “não vai dar para a gente comer”, além de aparecer também traços do raciocínio lógico. A criança estabeleceu uma relação entre a banana e as frutas terem água. Já que a banana é uma fruta, consequentemente, também tem água. O mesmo fato pode ser verificado no diálogo entre pesquisadora e aluno a seguir transcrito:

A19: A gente pode usar a água para tomar banho, para beber e fazer o serviço caseiro, porque sem água a gente não pode fazer comida e sem comida a gente não vive e sem água também a gente não pode tomar banho e imagina se a gente ficasse sem tomar banho, a gente vai começar a apodrecer.

P: Essas pessoas que andam na rua, são moradores de rua...eles não tomam banho, será que eles estão apodrecendo?

A19: Acho que não, mas quem fica tipo, por exemplo, muito, um ano sem tomar banho, não sei se isso é possível, mas se for uma pessoa muito pobre...não consegue ter água boa para se limpar, fica um ano sem tomar banho, a carne pode ficar, pode começar a ficar um pouco cinzenta...

Nessa passagem, a criança está levantando hipóteses com relação à falta de banho “imagina se a gente ficasse sem tomar banho” e, em seguida, já justifica a sua hipótese com a fala “a gente vai começar a apodrecer”. No fragmento, ela apresenta outros indicadores desse mesmo grupo, como o teste de hipóteses com a fala “um ano sem tomar banho, não sei se isso é possível”, colocando à prova a sua suposição anterior e a previsão que aparece no fragmento “fica um ano sem tomar banho, a carne pode ficar, pode começar a ficar um pouco cinzenta”.

Nos próximos dois trechos, pode-se verificar igualmente a presença dos indicadores de justificativa e de explicação para uma situação levantada pela pesquisadora e as hipóteses elaboradas pelos alunos.

P: Quais são as atitudes que a gente tem que tomar então? Que atitudes são importantes para não poluir a água?

A10: Reaproveitar a água, não jogar lixo na rua e reciclar.

A1: Elas podiam aprender a poluir um pouco menos do que elas poluem.

A1: Eles deviam reutilizar a água, simples.

A13: Acho que a gente não devia jogar lixo nos lugares que não pode.

A7: A gente tem que reciclar.

P: Que atitudes a gente tem que ter em casa para reaproveitar a água?

A10: pegar a água do chuveiro, aproveitar a água do chuveiro para lavar as coisas.

A11: É que a gente não pode jogar lixo nos rios, a gente tem que jogar no lixo para não poluir o planeta.

Em resposta à questão levantada pela pesquisadora, as crianças evidenciam o indicador levantamento de hipóteses a respeito do que se deveria fazer para não poluir a água: “acho que a gente não devia jogar lixo nos lugares que não pode”. Para justificar suas respostas, falam “a gente tem que reciclar”, “reaproveitar a água, não jogar lixo na rua e reciclar”. Elas relacionam algumas atitudes que podem contribuir para evitar a poluição tanto da água quanto do planeta: “pegar a água do chuveiro, aproveitar a água do chuveiro para lavar as coisas”, “a gente tem que jogar no lixo para não poluir o planeta”, “elas podiam aprender a poluir um pouco menos do que elas poluem” e “eles deviam reutilizar a água, simples”.

No segundo trecho, as crianças justificam suas afirmações que permitem a construção de uma explicação para as suas respostas.

P: Como está sendo usada a água do rio Iguaçu?

A20: Usam só para jogar lixo [...].

A11: É que a gente não pode jogar lixo nos rios, a gente tem que jogar no lixo para não poluir o planeta.

P: Que atitudes a gente deveria ter para evitar essa poluição? Ou quais soluções?

A11: A gente não deveria jogar lixos por aí, não comprar muitas coisas que a gente não precisa.

P: Como assim A11?

A11: Tipo assim, se a gente já tem uma coisa e a gente não usa mais e joga no lixo e às vezes o lixo vai lá para o rio e contamina todo o rio...por causa das coisas que a gente compra e não precisa e daí joga fora. Então, a gente precisa comprar poucas coisas.

P: Como a água da chuva foi parar nas nuvens?

A17: Evapora a água dos rios e sobe para as nuvens que fica carregada demais e chove.

Como exemplo, a criança apresenta sua explicação para a pergunta feita pela pesquisadora sobre como que chove: “Evapora a água dos rios e sobe para as nuvens que fica carregada demais e chove”. Ela fornece garantia ao que foi dito, dando certeza com base naquilo que ela acredita ser e insere uma justificativa em sua fala, afirmando que “as nuvens que fica carregada demais e chove”.

É possível notar que o aluno A17 depois de organizar as informações obtidas e partindo delas, propõe uma solução para a questão da pesquisadora sobre como a água da chuva foi parar nas nuvens e em sua argumentação justifica e explica, o que evidencia o desenvolvimento de indicadores. Entretanto, na fala aparece a estruturação do pensamento da criança atribuindo certa coerência a sua argumentação, parecendo perceber que existe relação entre os eventos, indicando a dependência entre as variáveis. Esses indicativos demonstram que ele fez uso do indicador raciocínio lógico.

É possível verificar também no excerto do aluno A11 a argumentação e uma proposição de alternativas, ainda que genuína, para a questão trabalhada: “se a gente já tem uma coisa e a gente não usa mais e joga no lixo e às vezes o lixo vai lá para o rio e contamina todo o rio, por causa das coisas que a gente compra e não precisa e daí joga fora. Então, a gente precisa comprar poucas coisas”. A criança justifica, explica e propõe uma mudança de comportamento, sendo esses importantes para o processo de AC.

Nos trechos analisados, conseguimos perceber a explicitação de praticamente todos os indicadores de AC. Desde a seriação, organização e classificação para a obtenção de dados, sendo que são os indicadores que marcam a construção do processo argumentativo. Além disso constatamos a estruturação do pensamento por meio do raciocínio lógico, que proporcionou certa coesão e coerência aos argumentos apresentados nas falas das crianças, chegando à busca de relações ao levantar, testar e justificar hipóteses, na previsão e explicação dos fatos.

Como ressaltam ^{Sasseron e Carvalho (2008)}, a presença de um indicador não inviabiliza a manifestação de outro. Durante as argumentações, os alunos tentam explicar ou justificar uma ideia, sendo provável que apareçam muitos indicadores para dar suporte à explicação que está sendo feita.

Considerações finais

O presente estudo objetivou analisar as contribuições de uma sequência didática a respeito da água na promoção da alfabetização científica nos anos iniciais, evidenciadas por meio das explicações dos alunos acerca dos conhecimentos científicos representados na construção de mapas conceituais, partindo do pressuposto de que a alfabetização científica é um processo de construção vitalícia e que o seu desenvolvimento nas aulas de ciências é fundamental, desde os primeiros anos de escolarização. Assim, as crianças vão construindo desde cedo os valores e as habilidades necessárias a um sujeito consciente, autônomo, capaz de julgar, tomar decisões frente aos avanços científicos e tecnológicos, entendendo o mundo e interpretando as ações e os fenômenos que observam e vivenciam no dia a dia.

Assim, com esse pressuposto teórico em mente foi possível verificar que a implementação de uma sequência didática, baseada nos três momentos pedagógicas, que utiliza os mapas conceituais como estratégia de ensino, mostrou-se efetiva na promoção dos indicadores de alfabetização científica, sendo necessário que o professor tenha conhecimentos tanto do conteúdo a ser ensinado como também dos conhecimentos acerca da alfabetização científica, mapas conceituais e momentos pedagógicos.

Com relação ao objetivo de analisar os indicadores de alfabetização científica presentes nas explicações dos mapas conceituais, com a finalidade de evidenciar a necessidade de compreender as aplicações dos saberes construídos pelos alunos, pôde-se verificar que houve contextualização, por parte de alguns alunos, dos problemas envolvendo o tema e suas possíveis repercussões. Pôde-se verificar também algumas propostas de melhoria e alternativas para os problemas levantados durante a entrevista.

Ressalta-se que a sequência didática proposta materializou algumas das habilidades necessárias para ser alfabetizado cientificamente, pois ao proporcionar aos alunos situações nas quais eles precisaram se posicionar e colocar em xeque suas concepções prévias e/ou construídas sobre alguns dos temas, demonstraram, por meio da construção do mapa conceitual e da entrevista realizada, a apropriação de vários conceitos científicos e perceberam que é possível opinar, assumir uma posição e até propor soluções para situações de seu dia a dia.

Concordamos com ^{Sasseron e Carvalho (2008)} acerca da importância de colocar o aluno em contato com o fazer ciência, isto é, fornecer aos alunos não somente noções e conceitos científicos, mas oportunizar, desde cedo, uma formação que contribua para que se torne um cidadão. Essa formação, inevitavelmente, passa pela escola e encontra espaço privilegiado para acontecer nas aulas de ciências nos anos iniciais do ensino fundamental.

Assim, as aulas de ciências precisam possibilitar ao aluno a problematização e investigação de fenômenos vinculados ao seu cotidiano, para que seja capaz de dominar e usar os conhecimentos construídos nas diferentes esferas de sua vida, de maneira a buscar benefícios práticos para as pessoas, a sociedade e o meio ambiente, ultrapassando a simples reprodução e fornecimento de noções e conceitos científicos. Ao se considerar parte integrante do ambiente e sugerir soluções para os problemas, a criança se enxerga como cidadã que toma decisões, que discute, que argumenta e que propõe alternativas.

É importante que o professor tenha em mente que os mapas conceituais, dentro da sequência didática, podem representar o conteúdo trabalhado, pois são capazes de representar graficamente as relações significativas de aprendizagem estabelecidas pelos alunos, auxiliando o professor na condução do processo de ensino. Contudo, somente será significativo para o aluno se o mapa puder internalizar a sua aprendizagem; se, ao ser explicado, possa ser ampliado e, consequentemente, acrescido conhecimento e um nível maior de consciência, questionamento e posicionamento. Já para o professor, será importante diagnosticar e relacionar o conhecimento do aluno ao indicador de AC correspondente e, assim, conseguir ajudar a ultrapassá-lo nos diversos níveis, por meio de intervenções e questionamentos.

Para isso, é necessária a realização de atividades que promovam discussões, que vão além da apresentação de dados e conclusões, mas que mostrem a aquisição de habilidades próprias das ciências e do fazer científico. Acreditamos que a sequência didática implementada contribui para a promoção da alfabetização científica, considerando as especificadas do ensino de ciências para uma turma de 4º ano do Ensino Fundamental.

Com base nos resultados apresentados, a presente pesquisa evidencia que o trabalho com as ciências nos anos iniciais possibilita a promoção da alfabetização científica, de maneira articulada ao uso dos mapas conceituais de forma que eles se tornem um instrumento de verificação da aquisição de conhecimentos e averiguação da sua ocorrência segundo os indicadores de AC. Conforme já explicitado, existem algumas limitações que devem ser levadas em conta, pois podem interferir no resultado que se tem como meta, como o pouco tempo para desenvolvimento dos temas trabalhados e a falta de tempo para se exercitar a técnica de mapeamento na construção dos mapas conceituais.

Para a concretização de tais ações pedagógicas nas escolas é preciso introduzir e/ou ampliar o conhecimento acerca de sequências didáticas, mapas conceituais e alfabetização científica na formação inicial de professores. Além disso, é fundamental oferecer cursos de formação continuada para os professores, a fim de ampliarem os conhecimentos acerca da técnica de mapeamento.

Para se trabalhar com mapas conceituais e alfabetização científica no ensino fundamental é preciso modificar o olhar sobre as formas de atuar em sala de aula. Para que essas práticas e abordagens metodológicas diferenciadas sejam incorporadas à ação docente, fazem-se necessárias mudanças, com a finalidade de tornar o ensino de ciências mais atraente, significativo e capaz de promover a criticidade, tomada de decisão e a autonomia intelectual dos alunos.

Espera-se com este trabalho ampliar a divulgação dos estudos acerca da alfabetização científica e mapas conceituais e incentivar o desenvolvimento de novas investigações voltadas para essa área, oferecendo maior contribuição para alunos e professores de ciências.