Formando espíritos científicos: desenho e implementação de sequências de experimentos investigativos em um curso de graduação em química

Abstract

A formação do espírito científico, segundo Gaston Bachelard, é um processo dialético, contínuo e permanente, caracterizado por movimentos reiterados de construção, desconstrução e reconstrução de uma identidade científica em busca incessante de aperfeiçoamento. Para que esse processo se inicie adequadamente, é crucial formar seu germe de maneira apropriada, impedindo ou reformando noções inadequadas da atividade científica. Nesse contexto, a presente tese de doutorado propõe um design para a formação inicial do espírito científico em alunos ingressantes de um curso de graduação em química. O escopo da pesquisa reside no contexto do ensino de ciências, particularmente no ensino experimental de química, utilizando o conceito de Sequências de Ensino Investigativas (SEIs) para modificar conteúdos curriculares do segundo semestre de uma disciplina experimental anual. A proposta foi fundamentada em três pilares: noções sobre investigação científica, compreensão dos conhecimentos químicos e a aproximação da experiência científica de Bachelard. Três conteúdos químicos foram abordados no desenvolvimento da pesquisa: termoquímica, cinética química e eletroquímica. A coleta de dados foi realizada por meio de documentos textuais, relatórios e grupos focais com os participantes. Utilizamos a Análise de Conteúdo, de forma quantitativa ou mista, conforme necessário, para a análise dos dados. Os resultados indicam que a proposta foi, de maneira geral, bem-sucedida. A pesquisa evidenciou indícios do desenvolvimento do espírito científico em relação aos três pilares fundantes, oferecendo insights valiosos para o aperfeiçoamento do design e sua possível reimplementação. Além disso, obtivemos nuances bastante importantes acerca do uso do Ensino por Investigação dentro do contexto do Ensino Superior.

La formation de l'esprit scientifique, selon Gaston Bachelard, est un processus dialectique, continu et permanent, caractérisé par des mouvements répétés de construction, de déconstruction et de reconstruction d'une identité scientifique en quête incessante de perfectionnement. Pour que ce processus commence de manière adéquate, il est crucial de former son germe de manière appropriée, en empêchant ou en reformant les notions inadéquates de l'activité scientifique. Dans ce contexte, cette thèse de doctorat propose une conception pour la formation initiale de l'esprit scientifique chez les étudiants entrant dans un cursus de premier cycle en chimie. Le cadre de la recherche se situe dans le contexte de l'enseignement des sciences, en particulier de l'enseignement expérimental de la chimie, en utilisant le concept de Séquences d'Enseignement Investigatives (SEIs) pour modifier les contenus du programme du deuxième semestre d'une discipline expérimentale annuelle. La proposition s'appuie sur trois piliers : les notions d'investigation scientifique, la compréhension des connaissances chimiques et l'approche de l'expérience scientifique de Bachelard. Trois contenus chimiques ont été abordés dans le développement de la recherche : la thermochimie, la cinétique chimique et l'électrochimie. La collecte de données a été effectuée à travers des documents textuels, des rapports et des groupes de discussion avec les participants. Nous avons utilisé l'Analyse de Contenu, de manière quantitative ou mixte, selon les besoins, pour l'analyse des données. Les résultats indiquent que la proposition a, en général, été couronnée de succès. La recherche a révélé des signes de développement de l'esprit scientifique en rapport avec les trois piliers fondamentaux, offrant des perspectives précieuses pour l'amélioration de la conception et sa possible réimplantation. De plus, nous avons obtenu des nuances très importantes concernant l'utilisation de l'Enseignement par Investigation dans le contexte de l'enseignement supérieur.

The formation of the scientific spirit, according to Gaston Bachelard, is a dialectical, continuous, and permanent process characterized by repeated movements of construction, deconstruction, and reconstruction of a scientific identity in the incessant pursuit of improvement. For this process to begin adequately, it is crucial to properly form its germ, preventing or reforming inadequate notions of scientific activity. In this context, the present doctoral thesis proposes a design for the initial formation of the scientific spirit in incoming students of a chemistry undergraduate course. The scope of the research lies in the context of science education, particularly in experimental chemistry education, using the concept of Inquiry-Based Learning Sequences to modify the curriculum content of the second semester of an annual experimental discipline. The proposal was based on three pillars: notions of scientific investigation, understanding of chemical knowledge, and the approximation of Bachelard's scientific experience. Three chemical contents were addressed in the research development: thermochemistry, kinetic chemistry and electrochemistry. Data collection was carried out through textual documents, reports, and focus groups with the participants. Data analysis was carried out by the means of Content Analysis, in a quantitative or mixed manner as necessary, for data analysis. The results indicate that the proposal was generally successful. The research provided evidence of the development of the scientific spirit concerning the three founding pillars, providing valuable insights for the improvement of the design and its possible reimplementation. Additionally, important nuances regarding the use of Inquiry-Based Learning within the context of Higher Education were obtained.