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

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“[...] 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.

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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.

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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

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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 H2S, 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 (Co2) 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 controlá-

los, 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 en el siglo XXI . Buenos Aires: Edições do CLACSO, 2001, p. 81-132. 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 Pedagógica. Artmed. nº.6, fev./abril 2001. p 19-23.

RAVEN, P. H. Fotossíntese, luz e vida. In: RAVEN, P. H., EVERT, R. F., e EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 7 ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan. 2007. p. 125-151. SOUZA, S. C. e ALMEIDA, M. J. P. M., A fotossíntese no Ensino Fundamental: compreendendo as interpretações do alunos. Revista Ciência e Educação, v.8, 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 ( ) F ( ) não sei

2. Na ausência de oxigênio, não ocorre a fotossíntese.

( ) V ( ) F ( ) não sei

3. Podemos dizer de modo comparativo que a clorofila é o sangue

das plantas.

( ) V ( ) F ( ) não sei

4. Carboidratos produzidos na fotossíntese podem ser armazenados

na forma de amido.

( ) V ( ) F ( ) não sei

5. O ADP e o NAD, produzidos na fase fotoquímica da fotossíntese

são utilizados na fase química.

( ) V ( ) F ( ) não sei

6. Plantas só realizam fotossíntese na presença de luz e só respiram

de noite.

( ) V ( ) F ( ) não sei

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.

( ) V ( ) F ( ) não sei

8. Além das plantas, algumas algas e bactérias realizam

fotossíntese.

( ) V ( ) F ( ) não sei

9. A molécula de clorofila ao ser excitada, pela luz, transfere elétrons

que são capturados por moléculas transportadoras.

( ) V ( ) F ( ) não sei

10. A água é o principal alimento das plantas.

( ) V ( ) F ( ) não sei

11. 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 ( ) F ( ) não sei

13. Na presença de luz, as plantas absorvem gás carbônico e liberam

oxigênio e, simultaneamente, absorvem oxigênio e liberam gás

carbônico.

( ) V ( ) F ( ) não sei

14. Plantas e algas que não possuem coloração verde não realizam a

fotossíntese.

( ) V ( ) F ( ) não sei

15. O oxigênio liberado durante a realização da fotossíntese provém

da quebra da molécula da água.

( ) V ( ) F ( ) não sei

16. A fotossíntese é um conjunto de múltiplas reações químicas

interdependentes.

( ) V ( ) F ( ) não sei

17. A clorofila absorve a luz e reflete a cor verde que observamos nas

plantas.

( ) V ( ) F ( ) não sei

18. Os açúcares formados durante a fotossíntese são utilizados como

fonte de energia para a respiração dos animais.

( ) V ( ) F ( ) não sei

19. A fotossíntese é importante, porque é a respiração das plantas.

( ) V ( ) F ( ) não sei

20. A clorofila, pigmento presente no cloroplasto, é responsável pela

captação de luz para a fotossíntese.

( ) V ( ) F ( ) não sei

21. Durante a fotossíntese temos a produção de carboidratos como,

por exemplo, a glicose.

( ) V ( ) F ( ) não sei

22. 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 (pechliye@mackenzie.br), (11) 2114-8790.

Profa. Dra Rosana dos Santos Jordão (rosana.jordao@mackenzie.br).

Profa. Mariana Peão Lorenzin (coordemetecpj@gmail.com) – 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

1. Plantas dependem do solo, pois dele retiram seu alimento. 25 9 0

2. Na ausência de oxigênio, não ocorre a fotossíntese. 8 24 2

3. Podemos dizer de modo comparativo que a clorofila é o sangue das plantas. 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

6. Plantas só realizam fotossíntese na presença de luz e só respiram de noite. 18 16 0

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.

29 4 1

8. Além das plantas, algumas algas e bactérias realizam fotossíntese. 30 2 2

9. A molécula de clorofila ao ser excitada, pela luz, transfere elétrons que são capturados por moléculas transportadoras. 8 1 25

10. A água é o principal alimento das plantas. 10 19 5

11. Quando há cloroplastos nos seres vivos não há presença de mitocôndrias. 3 16 15

12. A respiração das plantas ocorre graças aos açúcares provindos da fotossíntese.

15 11 8

13. Na presença de luz, as plantas absorvem gás carbônico e liberam oxigênio e, simultaneamente, absorvem oxigênio e liberam gás carbônico.

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

17. A clorofila absorve a luz e reflete a cor verde que observamos nas plantas. 25 5 4

62

18. Os açúcares formados durante a fotossíntese são utilizados como fonte de energia para a respiração dos animais.

9 22 3

19. A fotossíntese é importante, porque é a respiração das plantas. 22 12 0

20. A clorofila, pigmento presente no cloroplasto, é o responsável pela captação de luz para a fotossíntese.

25 2 7

21. Durante a fotossíntese temos a produção de carboidratos como, por exemplo, a glicose. 25 4 5

22. Os animais não fazem fotossíntese e nem precisam dela para sobreviver. 20 13 1

V - verdadeiro / F - falso / NS - não sei Gabarito - negrito

Total de alunos: 34

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 I F RV RP C

1. Plantas dependem do solo, pois dele retiram seu alimento. X

2. Na ausência de oxigênio, não ocorre a fotossíntese. X

3. Podemos dizer de modo comparativo que a clorofila é o sangue das plantas. 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. X

6. Plantas só realizam fotossíntese na presença de luz e só respiram de noite. 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. X X

8. Além das plantas, algumas algas e bactérias realizam fotossíntese. X

9. A molécula de clorofila ao ser excitada, pela luz, transfere elétrons que são capturados por moléculas transportadoras.

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. X X

14. Plantas e algas que não possuem coloração verde não realizam a fotossíntese. 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. X X

19. A fotossíntese é importante, porque é a respiração das plantas. * X

20. A clorofila, pigmento presente no cloroplasto, é o responsável pela captação de luz para a fotossíntese. X

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. * X

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.

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