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A apropriação de fundamentos psicológicos pela Educação em Ciências fez-se sentir no grande número de trabalhos sobre o Construtivismo, teoria apontada como o paradigma que fez emergir a investigação em Educação em Ciências como um campo científico específico de conhecimentos (Cachapuz, Gil-Pérez, Carvalho, Praia e Vilches, 2005b; Jenkins, 2000). Tal emergência esteve patente em trabalhos, durante as décadas de 1970 e 1980, sobre as ideias dos alunos sobre fenómenos naturais e conceitos científicos, construções pessoais dos alunos, nas quais os mesmos tinham uma participação ativa e que, se não estavam de acordo com ideias cientificamente aceites, constituíam-se como conceções alternativas (uma denominação de raiz multi-terminológica em expressões como “alternative frameworks”, “alternative conceptions”, alternative ideas”, preconceptions”, “misconceptions”, "misunderstandings", "everyday science", "commonsense science", "children's science") (Bennett, 2003a).

O Construtivismo surgiu como uma teoria conciliadora de pensamentos sobre como se constrói o conhecimento científico e como se constroem as ideias nos alunos, pois partia da premissa de que a Ciência não nos era transmitida diretamente pelo veredito das experiências, mas era “construída” pelos cientistas (Solomon, 1992, p. 37). Neste âmbito, assumia-se a aprendizagem como um processo pessoal de construção de significados e conhecimentos onde o aluno tem uma participação ativa e primordial (Bennett, 2003a; Cachapuz, Gil-Pérez, Carvalho, Praia e Vilches, 2005a). Como tal, as ideias que os alunos vão (re)construir, como resultado das novas experiências de aprendizagem, não são adicionadas ao vazio, mas sim assimiladas e acomodadas (segundo a

teoria de desenvolvimento cognitivo de Piaget) a significados que os alunos já teriam previamente construído no decurso de experiências prévias.

Como consequência, a investigação começou a olhar para o que as crianças pensavam sobre os fenómenos naturais que eram abordados nas aulas de Ciências (Bennett, 2003a). Na investigação que se realizou sobre as ideias intuitivas dos alunos, foram encontradas evidências da existência de um perfil comum (Bennett, 2003a; Driver, Guesne e Tiberghien, 1985), ainda que tal perfil não tenha estado isento de controvérsia. De um modo geral, detetou-se que tais ideias (i) são estáveis, resistentes a mudanças, reforçadas por linguagem e experiências do dia-a-dia, e nem sempre congruentes com as ideias científicas abordadas nas aulas; (ii) são específicas para determinados domínios de conteúdos e contextos e podem coexistir no mesmo aluno em conflito com outras ideias, isto é, o aluno pode assumir uma explicação num contexto e, ao mesmo tempo, assumir outra explicação diferente para o mesmo fenómeno, se esta última se aplicar num contexto diferente; (iii) são comuns a alunos de diferentes culturas; (iv) seguem padrões de desenvolvimento semelhantes; (v) constroem-se individualmente a partir de características observáveis; (vi) baseiam- se em mais do que um conceito científico; (vii) manifestam relações causa-efeito.

Nas ideias intuitivas dos alunos, pareciam coexistir conhecimentos do senso-comum, pessoal e científico abstrato, que seriam despoletados consoante os estímulos que os alunos recebem e o tipo de memória a que acedem por causa desses estímulos (Helldén e Solomon, 2004; Solomon, 1992). O caso da “energia” é exemplificativo da possível coexistência de conceções provenientes dos vários tipos de conhecimento referidos. Ideias do senso-comum como “Eu preciso de energia para jogar futebol”, “Energia alternativa” ou “A eletricidade é a energia que faz as lâmpadas funcionarem”, coexistem, frequentemente, com ideias pessoais como “A Energia é um combustível”, “A energia é uma força”, “Os alimentos têm energia”, que dificultam a aprendizagem do conceito cientificamente aceite de energia. Para ilustrar a complexidade deste processo refere-se que as explicações científicas de fenómenos como a eletricidade envolvem diversos conceitos, alguns abstratos, tais como corrente elétrica, transferência de energia, carga elétrica e diferença de potencial. Isto tem implicações ao nível do papel do professor, especificamente, na organização dos estímulos adequados nas suas aulas para ser eficaz na mudança de eventuais conceções alternativas que os alunos possam ter. Neste contexto, Solomon (1992) explicitou como recomendações para o ensino,

«finding appropriate language for the task (...) which requires both that the child will understand the form of words used, and also that these words describe an aspect of the principle which the

child is able to grasp. (...) The second (...) is taking account of the common intuitive problems of the children and arranging the illustrative examples, and the order of teaching, so as to be as satisfying and efficient as possible» (p. 122).

Mais tarde, Millar (2005) operacionalizou estes requisitos em sugestões concretas para o caso da energia como, por exemplo, utilizar as expressões “consumo de recursos energéticos” em vez de “consumo de energia”. Questões linguísticas como esta têm vindo a ser discutidas para vários conteúdos científicos e devem ser tidas em conta no desenvolvimento de atividades e recursos para o ensino. Por tal, as questões da linguagem têm constituído uma linha de investigação individualizada (Bennett, 2003a; Cachapuz, Paixão, Lopes e Guerra, 2008).

Mas o Construtivismo não foi isento de críticas, muitas das quais reflexo da crescente atenção que se vinha a dar à influência dos aspetos socioculturais na aprendizagem. Pela década de 1990, a apropriação de ideias de Vygotsky sobre o papel da cultura e da linguagem no pensamento, sobre o papel das interações (aluno-professor e aluno-aluno) nos ambientes de aprendizagem e na evolução do pensamento do aluno para além da sua “zona de desenvolvimento proximal”, motivou a ampliação de um olhar restrito para a construção individual das aprendizagens dos alunos, para um olhar alargado aos contextos cultural e social em que as aprendizagens são construídas. Passou a falar-se num Construtivismo Social ou Sócio Construtivismo, teoria que envolveu um estudo mais aprofundado das interações sociais nos ambientes de aprendizagem. Aparentemente, as interações sociais entre os alunos ajudavam a explicar o reduzido número de conceções alternativas (“alternative frameworks”) dos alunos sobre determinados conceitos, que foram identificadas em alguns estudos (Helldén e Solomon, 2004). Isto acompanhou uma valorização acrescida da aprendizagem cooperativa e de estratégias de trabalho de grupo, de pesquisa e de resolução de problemas, pois interessava «propor aos alunos tarefas problemáticas e explorar adequadamente as interações entre os alunos» (Cachapuz, Praia e Jorge, 2002, p. 120). Mas alertava-se também para o facto de que as aprendizagens são situadas, isto é, são resultado da atividade, contexto e cultura específicas do processo de ensino. Isto pode implicar que o significado que o aluno constrói naquele contexto nem sempre seja transferível para outros contextos (idem, 2002). Tendo isto presente, sugeriu-se a implementação de um ensino por projetos onde, além de se promover uma aprendizagem cooperativa, poder-se-ia envolver os alunos em contextos mais próximos e autênticos.

Estas ideias desencadearam a viragem da investigação em Educação em Ciências para os contextos de aprendizagem (Lee, Wu e Tsai, 2009) e para a procura das estratégias mais

adequadas para se mudar as conceções alternativas dos alunos. É certo que o enfoque da teoria sócio construtivista reside nas questões da aprendizagem e não nas questões do ensino. Mas, ao longo dos anos, foram sendo sugeridos modelos de ensino à luz desta teoria que possuíam, em comum, uma primeira fase de diagnóstico das ideias prévias dos alunos sobre os fenómenos em estudo e uma segunda fase de apresentação de situações estimulantes que desafiassem o pensamento dos alunos (Bennett, 2003a).

Para o diagnóstico das ideias dos alunos, têm sido sugeridos pontos de partida em discussões sobre ideias espontâneas dos alunos, em descrições de eventos fornecidas pelo professor ou, nos casos de alunos mais novos, em imagens que estes produzam sobre ideias específicas a ser abordadas no ensino (Bennett, 2003a). Na década de 1990, foi esboçada no Reino Unido uma estratégia que, ao mesmo tempo, servia para diagnosticar as ideias dos alunos sobre um fenómeno e para motivá-los para investigar sobre o fenómeno em causa. Trata-se dos “concept cartoons” que, segundo Keogh e Naylor (1997), são desenhos semelhantes aos utilizados nas bandas desenhadas que ilustram possíveis áreas de incerteza em situações do dia-a-dia. As crianças deparam-se com pontos de vista alternativos em relação a um determinado fenómeno, pensam sobre eles e têm que escolher um, se possível justificando a sua posição. Isto é o ponto de partida para uma investigação que sirva para experimentar o(s) ponto(s) de vista com o(s) qual(is) se identificaram. Esta estratégia tem a vantagem acrescida de promover uma visão mais realista da Ciência por, em determinadas situações, não haver apenas uma resposta certa e por poder desencadear diferentes tipos de investigações (idem, 1997). Por tal, foi mesmo adotada de forma ampla em Portugal para o “Programa de Formação de Professores do 1.ºCEB em Ensino Experimental das Ciências” (Martins, et al., 2007) que foi implementado entre 2006 e 2010.

No que concerne a fase de apresentação de situações que desafiem os alunos a pensar sobre novas ideias mais consonantes com as cientificamente aceites, existe pouco consenso nas estratégias a implementar e, certamente, faltam evidências que apontem para a eficácia de uma estratégia específica em detrimento de outras (Bennett, 2003a), pelo que a investigação se tem subdividido em aprofundar, em diferentes linhas, abordagens como, o trabalho prático, a resolução de problemas, a utilização das TIC ou o ensino CTS (Cachapuz, Paixão, Lopes e Guerra, 2008). Contudo, julga-se ser pertinente referir a síntese de Martins et al. (2007) de implicações para a atuação de um professor que se oriente pelos princípios sócio construtivistas da aprendizagem:

«- Procurar identificar e utilizar as ideias dos alunos acerca dos temas constantes no Currículo e nos programas;

- Aceitar e incentivar a expressão de ideias e de dúvidas por parte dos alunos; - Incentivar a colaboração entre os alunos;

- Encorajar a partilha de ideias e a discussão, bem como a realização de trabalho em grupo; - Encorajar a utilização de fontes diversificadas de informação;

- Orientar os alunos na pesquisa de informação de forma eficaz; - Incentivar os alunos a testar as suas ideias;

- Orientar os alunos na realização de processos elementares de investigação/pesquisa;

- Encorajar a auto-análise, a reflexão e a procura dos outros para a resolução dos seus próprios problemas;

- Encarar as ideias que se têm como hipóteses de trabalho que é preciso testar, procurando hipóteses alternativas.» (p. 27)

Estas e outras sugestões para um ensino sócio construtivista têm sido enquadradas em duas correntes de pensamento: uma que enfatiza um ensino para a mudança conceptual (por ex., Driver, Guesne e Tiberghien, 1985) dos alunos e outra que defende um ensino estruturado como uma investigação orientada (por ex., Cachapuz, Gil-Pérez, Carvalho, Praia e Vilches, 2005a).