o estudo da fotossíntese: investigação dos invariantes

O ESTUDO DA FOTOSSÍNTESE: INVESTIGAÇÃO DOS INVARIANTES
OPERATÓRIOS APRESENTADOS POR ESTUDANTES DO 5º ANO DO
ENSINO FUNDAMENTAL, NA PERSPECTIVA DE VERGNAUD
Erika Alessandra Rodrigues – [email protected]
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática PPGECIM/FURB.
Blumenau – Santa Catarina
Schirley Pasquali – [email protected]
Edson Schroeder – ciê[email protected]
Resumo: A teoria dos campos conceituais, proposta por Gerard Vergnaud apresenta uma
reflexão sobre como os estudantes adquirem os conhecimentos científicos. Para Vergnaud, o
conhecimento está organizado em campos conceituais e seu domínio é um processo gradual
que exige experiência, maturidade e aprendizagem. Apresentamos uma pesquisa
desenvolvida com 12 estudantes do 5º ano do Ensino Fundamental em uma escola de Timbó
(SC), no estudo da fotossíntese. Mesmo não tendo trabalhado este tema, os estudantes trazem
conhecimentos prévios sobre as plantas, como a sua alimentação. Este trabalho objetiva
apresentar um processo de ensino a partir de uma situação-problema, relacionada à nutrição
das plantas e identificar os invariantes operatórios e esquemas apresentados, bem como suas
relações com o campo conceitual fotossíntese. Duas questões relacionadas à alimentação das
plantas e um desenho esquemático para representar como esse processo ocorre foram
propostas. As respostas foram analisadas e comparadas com os desenhos esquemáticos
apresentados. Evidenciamos que todos possuem conhecimentos sobre o fenômeno, no
entanto, necessitam ser aprimorados ou transformados. A aula de ciências pode contribuir
para a transformação dos invariantes operatórios em conhecimentos científicos. Essa
transformação é progressiva e necessita de tempo para acontecer, além da mediação do
professor que introduz novas situações que favoreçam a elaboração de novos invariantes e
esquemas que compõem um campo conceitual do estudante. O conhecimento implícito pode
ser o ponto de partida para a aprendizagem do conhecimento científico, portanto é
imprescindível considerá-lo como aspecto da sua cognição, a partir de atividades que
estimulem o desenvolvimento dos seus invariantes operatórios.
Palavras-chave: Teoria dos campos conceituais, Fotossíntese, Invariantes operatórios.
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INTRODUÇÃO
A Teoria dos Campos Conceituais, com influência piagetiana, trata-se de uma teoria
cognitivista proposta por Gérard Vergnaud e que trata da aprendizagem de um conceito
científico pelos estudantes. Para Vergnaud (1990), o principal objetivo da teoria é auxiliar o
professor a compreender as mudanças necessárias para que o estudante progrida na
aprendizagem. Um campo conceitual e seu domínio exigem a compreensão de vários
conceitos, portanto, para se compreender a fotossíntese como fenômeno faz-se necessário ter
clareza de diferentes aspetos bióticos e abióticos, ou seja, diferentes contextos conceituais.
Para Piaget, a aprendizagem ocorre quando há uma interação direta com os objetos e se
dá em três etapas: assimilação, acomodação e equilibração. A assimilação ocorre quando o
estudante extrai informações do objeto e as assimila de acordo com seus esquemas
disponíveis, em seguida esse novo conceito é acomodado mudando o esquema inicial. Por
fim, esse novo esquema é equilibrado (FERRACIOLI, 1999). A grande contribuição do
pensamento piagetiano para a Teoria dos Campos Conceituais é o conceito de esquema.
Conforme Vergnaud (1990, p. 2) “esquema é a organização invariante do comportamento
para uma determinada classe de situações”. Os esquemas ajudam os estudantes a organizar
mentalmente a realidade para compreender um conceito e estes podem se tornar cada vez
mais refinados à medida que o professor desafia seus estudantes.
Identificar o conhecimento prévio do estudante sobre determinado assunto é importante
para promover as rupturas necessárias para conduzi-lo ao conhecimento científico, uma vez
que certos conceitos prévios podem dificultar o domínio de um campo conceitual
(MOREIRA, 2002).
Este trabalho tem por objetivo apresentar a análise de um processo de ensino a partir de
uma situação problema, que aconteceu com estudantes do 5º ano do Ensino Fundamental no
estudo sobre a alimentação das plantas. Nesta análise, identificamos os invariantes operatórios
e esquemas utilizados para resolver a problemática a que foram submetidos. Verificando se os
conceitos apresentados podem contribuir para um domínio conceitual mais sofisticado que
inclui o conceito de fotossíntese e que desequilibrações e equilibrações o professor poderia
promover.
2
TEORIA DOS CAMPOS CONCEITUAIS
Vergnaud construiu uma teoria cognitiva do processo de aquisição de conhecimento pelos
estudantes. Vergnaud entende que o conhecimento está organizado em campos conceituais,
ou seja, muitos conceitos e representações dentro de um conceito a ser aprendido. O domínio
dos conceitos é um processo gradual e longo, que exige “experiência, maturidade e
aprendizagem” pelos estudantes (VERGNAUD, 1982, p. 40 apud MOREIRA, 2002, p. 8).
Os campos conceituais podem ser definidos como um “conjunto de situações”
(VERGNAUD, 1990, p. 7) e, neste sentido, compreendemos que um campo conceitual possui
diversos problemas, conceitos, estruturas, esquemas, conhecimentos que se conectam para o
entendimento de uma determinada situação. Portanto, um campo conceitual é um “conjunto
de problemas e situações cujo tratamento requer conceitos, procedimentos e representações de
tipos diferentes, mas intimamente relacionados” (VERGNAUD, 1983, p. 127 apud
MOREIRA, 2002, p.9). A teoria atribui ênfase à importância da conceitualização do real e da
relevância de o professor analisar os conceitos que surgem nas situações. Assim, o professor
pode verificar como os estudantes assimilam e representam os conceitos trabalhados.
Para a elaboração de sua teoria cognitiva, Vergnaud (2007) valeu-se de três argumentos:
o primeiro deles é que um conceito nunca está isolado; ele faz parte de um conjunto de
conceitos. Em seu segundo argumento, afirma que a conceitualização faz parte das atividades,
seja de forma implícita ou explícita, a conceitualização opera os esquemas. Em sua última
argumentação, reconhece que um conceito envolve um conjunto de situações, um conjunto de
invariantes operatórios e um conjunto de representações linguísticas e simbólicas.
Por envolver tantos aspectos, a aquisição de um campo conceitual percorre um longo
caminho, podendo surgir diferentes dificuldades. Existe uma dependência entre os diversos
conceitos, aspecto que caracteriza um campo conceitual. Por este motivo, os estudantes
podem não compreender determinadas relações porque ainda seria necessária a aquisição de
outros conceitos e representações mediados pelo professor.
Para resolvermos um determinado problema, precisamos utilizar vários conceitos e
estabelecer diversas conexões entre eles. Os conceitos, além de conexos, possuem diferentes
formas de representações simbólicas. E um conceito pode ser aplicado a diversas situações
(problemas). Portanto, um campo conceitual envolve uma situação, os invariantes operatórios
do indivíduo, representações simbólicas, conceito de esquemas e o próprio conceito de
conceito (MOREIRA, 2002).
Para ocorrer a aquisição de um conceito uma situação será envolvida (VERGNAUD,
1990), ou seja, um problema precisa ser resolvido. A partir desse problema, utilizamos os
conhecimentos, suposições, relações que possuímos (invariantes operatórios) e o
representamos de alguma maneira (representações simbólicas) para solucionarmos o problema
inicial. Podemos perceber, a partir da afirmação de Magina (2005, p. 3), a utilização de
conhecimentos existentes nos estudantes para solucionar novos problemas:
Quando defrontados com uma nova situação eles usam o conhecimento
desenvolvido através de experiência em situações anteriores, e tentam adaptá-lo a
esta nova situação. Portanto, a aquisição do conhecimento se dá, em geral, por meio
de situações e problemas com os quais o aluno tem alguma familiaridade.
Assim, três fatores estão envolvidos no conceito: a situação que dará sentido ao conceito,
ou seja, aquilo que precisa ser resolvido; os invariantes operatórios que dão significado ao
conceito e as representações simbólicas, que são significantes do conceito e sua expressão
(VERGNAUD, 1990). Segundo o autor, para estudar o desenvolvimento de um conceito é
necessário considerar esses três aspectos que, em conjunto, possibilitam conceituar algo que
nos foi proposto.
As situações envolvidas nos campos conceituais dizem respeito às tarefas, atividades,
questionamentos, os desafios propostos pelo professor aos seus estudantes. É uma situação
que precisa ser resolvida e que exige uma série de fatores (invariantes operatórios) para ser
solucionada, além de uma série de representações para ser demonstrada. São as situações que
dão sentido ao conceito, porque é por causa delas que os conceitos são utilizados. Como
observamos em Moreira (2002, p. 11) “os processos cognitivos e as respostas do sujeito são
função das situações com as quais é confrontado”.
Uma situação pode desencadear diferentes invariantes e representações nos estudantes,
pois temos uma variedade de invariantes operatórios para compreender uma situação. As
situações utilizadas moldam o conhecimento dos estudantes. O sentido atribuído ao
conhecimento é a relação que o sujeito tem com as situações a eles apresentada.
Para uma determinada situação uma série de esquemas, anteriormente formados, serão
utilizados para, progressivamente, ocorrer o seu domínio, ao mesmo tempo em que novos
esquemas são formados. Os comportamentos em cada situação baseiam-se, primeiramente,
nos esquemas já disponíveis, que se desenvolve a cada nova situação (VERGNAUD, 1990).
Os esquemas (arquivos cognitivos do sujeito disponibilizados para sua utilização)
envolvem-se com as situações, são utilizados para que os estudantes representem as situações
da forma mais adequada e por ele arquitetada. Isso resulta em conceitualização. É necessária
uma união da teoria (esquemas) com a prática (situação) para a operação dos invariantes
operatórios que estão no sujeito. Esses invariantes operatórios envolvem a percepção, a busca,
a seleção de informação que o estudante utiliza para resolver uma situação.
Os invariantes são conhecimentos contidos nos esquemas e são carregados de teoremasem-ação e conceitos-em-ação (VERGNAUD, 1990). Os esquemas somente geram ações
porque eles contêm invariantes operatórios. Os conceitos-em-ação são objetos, predicados,
são pensamentos pertinentes para entender uma situação (MOREIRA, 2002). São os
ingredientes dos teoremas. O teorema-em-ação é a proposição tida como real pelo sujeito,
“são propriedades que dão aos conceitos seus conteúdos” (MOREIRA, 2002, p. 16).
Os conceitos-em-ação e os teoremas-em-ação conferem o conhecimento que o estudante
traz acerca de um conteúdo. Ele parte dos seus invariantes para compreender o mundo. É
interessante que o professor conheça os invariantes operatórios dos seus estudantes para
conduzi-los a uma aprendizagem significativa. Evidencia-se que o “conceito-em-ação não é
um verdadeiro conceito científico, nem um teorema-em-ação é um verdadeiro teorema a
menos que se tornem explícitos” (MOREIRA, 2002, p.16).
Os invariantes operatórios podem se tornar conhecimento científico, desde que o seu
conteúdo se torne explícito. O conceito pode estar implícito nos estudantes, quando não
conseguem expor seus invariantes operatórios sobre um determinado assunto. Isso pode
ocorrer por não haver conexões suficientes entre os conceitos, pela falta de alguns conceitos
relevantes ou por não haver representações simbólicas necessárias para demostrar seu
conhecimento.
O ensino de ciências deve ajudar os estudantes a tornar os conhecimentos implícitos em
explícitos, para ocorrer a transformação dos invariantes operatórios em conhecimentos
científicos. Essa transformação é progressiva e necessita de tempo para acontecer, além da
mediação do professor que introduz novas situações que favoreçam a elaboração de novos
invariantes e novas representações, novos esquemas, para ocorrer a aprendizagem de
conceitos que compõem um campo conceitual.
Muitas vezes, subestimamos o conhecimento implícito dos estudantes, mas esse pode ser
o ponto de partida para a aprendizagem do conhecimento científico. É imprescindível
observar os conhecimentos que os alunos trazem consigo, um aspecto da sua cognição que
poderá ser usado pelo professor mediador, a partir de atividades que estimulem os estudantes
a desenvolver seus invariantes operatórios. Conforme afirma Moreira (2002, p. 16) o ensino
deve “ajudar o aluno a construir conceitos e teoremas explícitos, e cientificamente aceitos, a
partir do conhecimento implícito”. Assim, os conceitos-em-ação e teoremas-em-ação podem
se tornar conceitos e teoremas científicos, todavia essa construção é progressiva e pode ser
lenta (MOREIRA, 2002).
Ausubel et. al. (1980), em sua teoria da aprendizagem significativa, já defendia que as
concepções prévias dos estudantes são precursoras de conceitos científicos. Um novo
conhecimento precisa interagir com os conhecimentos prévios dos estudantes, que são aqueles
que eles trazem consigo, ou seja, os invariantes operatórios. Assim, os estudantes possuem
um ponto de apoio para os novos conhecimentos ou analisam e fazem as rupturas necessárias
nos seus invariantes operatórios. O ensino precisa identificar em quais conhecimentos prévios
o sujeito pode se apoiar, e o professor é o mediador desse processo (MOREIRA, 2002).
O sujeito é um ser dinâmico e progressivo, é possível ocorrer uma evolução dos
invariantes operatórios, com a aprendizagem de novos conceitos, para assim ocorrer a
interiorização do conhecimento científico.
3 METODOLOGIA
A pesquisa, de natureza qualitativa, foi realizada em uma classe de um Centro
Educacional privado que atende desde a Educação Infantil até o Ensino Médio, na cidade de
Timbó (SC). A classe escolhida para a coleta de dados foi o quinto ano do ensino
fundamental, contando com 12 estudantes com faixa etária entre dez e onze anos, sendo sete
meninos e cinco meninas.
A metodologia da escola nos anos iniciais é baseada em projetos e tem como perspectiva
educativa a transdisciplinaridade, a autonomia, a sensibilização ambiental e os valores
cristãos. Para tanto, os estudantes escolhem o tema que vão desenvolver no decorrer do ano,
ou semestre e os professores desenvolvem trabalhos para contemplar os conteúdos a partir
desse tema. Os princípios científicos e os valores cristãos são de suma importância para a
escola e o diálogo está sempre em foco: os estudantes aprendem a ouvir, falar e argumentar.
Outro princípio da escola é a autonomia dos estudantes, que são desafiados para participarem
das decisões que regem o cotidiano escolar, através de assembleias e eventos escolares.
A localização privilegiada da escola, com espaço para o cultivo de árvores, horta, lagoa,
com criação de animais e área verde, favorece o trabalho com as questões relacionadas à
preservação do meio ambiente.
A coleta de dados foi realizada em uma aula de Ciências, ministrada pela professora
regente da turma do quinto ano, em julho de 2014. Os estudantes ainda não haviam trabalhado
o conceito de fotossíntese nas aulas, no entanto, eles possuem conhecimentos prévios acerca
da alimentação das plantas e isso motivou a escolha da turma para verificação dos invariantes
operatórios relacionados a este fenômeno.
Inicialmente, os estudantes foram solicitados a responder duas questões: “as plantas se
alimentam?” e “como as plantas se alimentam?”. Em seguida, receberam um desenho
esquemático de uma árvore para representarem, posteriormente, como compreendiam esse
fenômeno utilizando para isto desenhos, esquemas, palavras, entre outros recursos. Nosso
objetivo foi identificar conhecimentos prévios dos estudantes e esquemas já construídos, ou
seja, os conceitos relacionados e suas representações. As respostas foram analisadas em
separado e, posteriormente, foram comparadas com as representações construídas a partir do
desenho esquemático da árvore. Com o intuito de preservarmos as identidades dos estudantes,
doravante serão denominados E1, E2, E3, assim sucessivamente.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ao analisar as respostas e as representações elaboradas pelos estudantes, identificamos
algumas similaridades entres os invariantes operatórios apresentados por eles. Lembramos
que esses invariantes são indicativos dos conhecimentos prévios dos estudantes, mas que
ainda não são considerados conhecimentos científicos. Para que a transformação do
conhecimento prévio em científico aconteça, é necessário que o professor desafie seus
estudantes oferecendo-lhes novas situações que gerem novos conceitos e inter-relações.
Os estudantes E1, E2, E3, E4, E5, E6 e E7 apresentaram em suas respostas os mesmos
invariantes operatórios. Conforme expõe E3: “sim, elas se alimentam. Elas se alimentam da
água, elas fazem assim: coloca a água nela e vai para as raízes”. As respostas nos mostram
conhecimentos carregados de conceitos-em-ação como água da chuva, adubo, terra, raiz,
resultando em um teorema-em-ação que é a absorção de água e minerais através das raízes.
Para esses estudantes, a água é a fonte de energia para as plantas e o único órgão da planta
relacionado à alimentação é a raiz. No desenho, os alunos representam a água no solo, sendo
absorvida pelas raízes, subindo pelo tronco, evidenciando um conceito implícito de vasos
condutores, relacionado ao transporte da água. Compreende-se, desta forma, que os
estudantes trazem consigo um conjunto de conhecimentos com potencial para se tornarem
conhecimentos mais elaborados do ponto de vista científico, evidentemente necessitando da
mediação adequada do professor (MOREIRA, 2002).
Figura 1 - Representação utilizada por E5 para mostrar como acontece a alimentação das
plantas. Fonte: Questionário aplicado em classe.
Já os estudantes E8, E9 e E10 apresentaram em suas respostas os seguintes invariantes
operatórios: insetos como fonte de alimento, água da chuva e raiz, evidenciando novo
teorema-em-ação sobre as plantas carnívoras. Conforme E8: “algumas plantas se alimentam
de insetos e tomam água da chuva”. Para estes estudantes, a fonte de energia de algumas
plantas são os insetos que pousam sobre elas. Percebemos um distanciamento do
conhecimento científico sobre a fotossíntese, porém eles evidenciam a questão da diversidade
na obtenção de recursos. Para Scheffler e Del Pino (2013) os conhecimentos prévios podem
ser obstáculos para a aprendizagem de conceitos científicos, sendo necessário o empenho do
estudante para transformar seus conceitos iniciais. Ainda, Magina (2005) salienta a partir
deste contexto, a necessidade do professor identificar as dificuldades ou fragilidades
conceituais dos estudantes e de repensar a sua prática pedagógica para favorecer a
aprendizagem dos mesmos. Fica manifesta a importância da mediação do professor nos
processos de transformação dos conhecimentos prévios dos estudantes, no entanto, faz-se
necessária a sua identificação e apreciação.
Os mesmos estudantes (E8, E9 e E10) não representaram em seus desenhos os insetos,
havendo uma discrepância entre as respostas e o esquema elaborado. Evidenciamos, ainda, a
presença do sol e do ar nos desenhos, que não estavam presentes em suas respostas. O termo
fotossíntese foi identificado nos desenhos, demonstrando que eles conhecem a palavra que
têm relação com as plantas, mas não compreendem o seu significado. Conforme Moreira
(2002), quando o professor vivencia isso, é preciso propor novas situações de aprendizagem
para a interiorização de novos invariantes operatórios, atuando em seus campos conceituais.
Figura 2 - Representação utilizada por E9 para mostrar como acontece a alimentação das
plantas. Fonte: Questionário aplicado em classe.
O estudante E11 se distancia de outras compreensões ao expor: “elas se alimentam de
sementes”, no entanto não relaciona a semente como estrutura reprodutiva da planta.
Possivelmente, E11 tem a ideia da semente como fonte primária de alimentação de plantas
jovens. O sentido atribuído ao conceito semente pode estar distante do significado do conceito
atribuído pela ciência e, nestes termos, para Scheffler e Del Pino (2013) podem ser um
obstáculo epistemológico que pode inibir o desenvolvimento e domínio do campo conceitual
que inclua o conceito fotossíntese, por parte do estudante. Na sua representação, E11
apresenta outros conceitos e os representa com o auxílio de flechas indicativas: raios solares e
fotossíntese. Evidencia, novamente, a relação da fotossíntese com a alimentação das plantas,
no entanto, parece que ainda não possui a compreensão deste fenômeno.
Figura 3 - Representação utilizada por E11 para mostrar como acontece a alimentação das
plantas. Fonte: Questionário aplicado em classe.
Sobre o estudante E12, observamos a combinação de conceitos científicos com
conhecimentos empíricos, resultantes de suas vivências. Quando questionado se as plantas se
alimentam, ele respondeu: “dos raio solar, de água se você conversar com ela absorve a
conversa e melhoram de adubo e as proteínas que as minhocas dão para a planta” (sic). Na
segunda questão, como as plantas se alimentam, ele enuncia: “absorvendo calor a água com
as folhas absorve o calor a água pelas raízes”. No entanto, em seu desenho, E12 evidencia os
raios solares, o ar, a presença de vasos condutores e escreve na copa da árvore as palavras
“fotossíntese” e “raio solar” e, no tronco, escreve a palavra “absorve”.
Figura 4 - Representação utilizada por E12 para mostrar como acontece a alimentação das
plantas. Fonte: Questionário aplicado em classe.
De todos os estudantes analisados, o E12 apresentou um conjunto conceitual (invariantes
operatórios) mais rico, necessário ao domínio de um campo conceitual para fotossíntese. E12
apresenta conhecimentos sobre a anatomia da planta, ao mencionar as folhas, as raízes e ao
representar os vasos condutores em seu desenho (“Figura 4”). Ele estabelece a necessidade de
outros seres vivos, como as minhocas que fornecem nutrientes importantes ao solo
possibilitando o desenvolvimento das plantas. Representou a presença do ar, relacionado ao
fenômeno fotossíntese, a presença da luz solar e a absorção do calor pela planta. Embora ele
não descreva o processo da fotossíntese, ele menciona o conceito. O conceito da importância
do solo aparece de forma implícita, pois o estudante relaciona a presença de minhocas, o
fornecimento de adubo e a absorção desses nutrientes pelas raízes.
É importante a valorização dos conhecimentos implícitos dos estudantes, pois a partir da
mediação com situações desafiadoras, o estudante vai progressivamente transformando seu
conhecimento em explícito (MOREIRA, 2002; SCHEFFLER & DEL PINO, 2013).
O estudante menciona a importância de conversar com as plantas e afirma que elas
absorvem a conversa. Possivelmente, E12 vivenciou essa situação. O hábito de conversar com
as plantas é cultural, especialmente entre pessoas que as cultivam e as valorizam como seres
vivos. Todavia, para compreender o campo conceitual da fotossíntese, o qual refere-se a
alimentação das plantas, o conhecimento prévio sobre a conversa com elas não se aplica. Para
Scheffler e Del Pino (2013); Moreira (2002), as concepções prévias dos estudantes contêm
teoremas e conceitos-em-ação que não são verdades científicas, mas a partir do trabalho do
professor, os estudantes podem avançar conceitualmente transformando seus conhecimentos
prévios em científicos.
Na “Figura 5”, apresentamos uma proposta para o campo conceitual relacionado à
fotossíntese, que poderia ser desenvolvido pelos professores a partir dos conceitos-em-ação e
teoremas-em-ação.
Figura 5 - Campo conceitual para a fotossíntese, elaborado pelos autores.
Evidentemente, os estudantes necessitam ter oportunidades para manifestarem suas
compreensões, pois o ensino necessita contemplar fatos que os conduzam a pensar suas
próprias compreensões (pensar sobre o seu pensamento). Portanto, as problematizações
organizadas pelo professor podem se transformar numa estratégia promissora. A função
mediadora dos recursos e estratégias influi na aprendizagem dos estudantes, porém as
interações não são determinadas pelos recursos em si, mas pelos objetivos de trabalho
definidos pelo professor.
Lembramos, também, que a escrita necessita estar presente nas aulas de ciências, pois sua
utilização possibilita a reflexão sobre o próprio pensamento, uma vez que introduzem e
contribuem para que os estudantes compreendam as distintas formas de representação da
comunidade científica, tanto na forma de signos (visual) como na forma verbal. Além disto,
as discussões temáticas em classe podem se transformar em situações de aprendizagem muito
importantes, pois evidenciam os sentidos que os estudantes estão atribuindo ao tema, bem
como conhecem os significados conceituais atribuídos pela ciência. Surgem, também, as
transformações que estes sentidos passam no decorrer do processo de aprendizagem. Portanto,
a mediação do professor em classe explicita-se, muito mais em função de possibilitar um
ensino que estimule o pensamento conceitual, além da curiosidade dos estudantes sobre o
tema, do que comunicar conceitos descontextualizados.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A teoria dos campos conceituais chama a atenção para a complexidade do domínio de um
campo conceitual pelos estudantes. Isso ocorre porque são vários conceitos envolvidos na sua
aquisição, um processo que demanda tempo, é progressivo, necessita o envolvimento com
representações da ciência e a mediação do professor, uma vez que o estudante traz consigo
conceitos-em-ação e teoremas-em-ação que podem ser diferentes dos conceitos científicos e
precisam ser conhecidos e aprimorados.
Analisar os invariantes operatórios dos estudantes na perspectiva de Vergnaud possibilita
ao professor identificar conhecimentos que podem dificultar o domínio de um campo
conceitual que se deseja ensinar ou funcionar como ponto de partida para a transformação de
conhecimentos que estão implícitos em explícitos.
Vergnaud valoriza o papel do professor como central para que a transformação dos
conhecimentos aconteça. O professor precisa mediar o processo, inserindo os estudantes em
situações desafiadoras, estimulantes, interativas, dialógicas que possibilitem a inserção e o
aprimoramento dos invariantes operatórios, resultando em uma aprendizagem significativa.
Igualmente, evidenciamos a importância de o professor ter um conhecimento mais
aprofundado dos diversos campos conceituais sobre os quais atuará, bem como das
determinantes psicológicas e sociais a que seus estudantes estão submetidos. Assim, poderá
trazer contribuições para o processo de aprendizagem dos estudantes no sentido de ajudá-los a
conquistarem e utilizarem patamares cada vez mais sofisticados do pensamento conceitual.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Janeiro: Interamericana, 1980.
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http://rbep.inep.gov.br/index.php/RBEP/article/viewFile/191/191>. Acesso em: 28 jun. 2014.
MAGINA, Sandra. A Teoria dos campos conceituais: contribuições da psicologia para a
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MATEMÁTICA. Campinas. Ensino de Matemática e suas práticas. Campinas: UNICAMP
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Disponível em: < http://www.if.ufrgs.br/ienci/artigos/Artigo_ID80/v7_n1_a2002.pdf>.
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SCHEFFLER, Guilherme Luiz; DEL PINO, José Cláudio. A teoria dos campos conceituais
de Vergnaud e o ensino de radioatividade. Experiências em Ensino de Ciências. V. 8. Nº 1,
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VERGNAUD, Gérard. La teoría de los campos conceptuales. Revista Recherches en
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STUDY OF PHOTOSYNTHESIS: INVESTIGATION OF THE OPERATORY
INVARIANTS PRESENTED BY THE STUDENTS 5 TH YEAR OF ELEMENTARY
EDUCATIONS UNDER A VERGNAUD PERSPECTIVE Abstract: The theory of conceptual fields, proposed by Gerard Vergnaud reflects on how
students acquire scientific knowledge. To Vergnaud, knowledge is organized into conceptual
fields and its domain is a gradual process that requires experience, maturity and learning. We
present a survey conducted with 12 students of the 5th year of elementary education in a
school of Timbó (SC), in the study of photosynthesis. Even not having worked with this theme,
students bring prior knowledge on how plants produce their food. This study presents a
teaching process from a problem situation, related to plant nutrition and identify operational
invariants and schemes presented and their relations with the photosynthesis conceptual field.
Two issues related to how plants produce their food and a schematic drawing to represent
how this process occurs, have been proposed. The responses were analyzed and compared
with the presented schematic drawings. We demonstrated that everybody possess knowledge
about the phenomenon, however, they need to be improved or changed. The science class can
contribute to the transformation of operatory invariants for scientific knowledge. This
transformation is gradual and needs time to happen, besides the mediation of the teacher who
introduces new situations that favor the development of new invariants and conceptual
schemes that make up a field for the student. The implicit knowledge can be the starting point
for the learning of scientific knowledge, therefore it is essential to consider it as an aspect of
cognition, from activities that encourage the development of its operational invariants. Keywords: Theory of conceptual fields, Photosynthesis, Invariants Operatory.