O ensino fundamentado nas inter-relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade pode diferir em objetivos, conteúdos, metodologias e pressupostos sobre como a aprendizagem se processa, refletindo diferentes concepções sobre sua natureza. A tradução do enfoque CTS em práticas na sala de aula pode ser feita de diversas maneiras, conforme o quadro teórico que lhe sirva de matriz.
Rosenthal (1989) distingue duas perspectivas adotadas na implementação de cursos na linha CTS, uma baseada em questões sociais, lidando com tópicos ou problemas específicos em Ciência, Tecnologia e Sociedade, tais como conservação da energia, crescimento populacional e energia nuclear; outra fundamentada em aspectos sociais da
Ciência, utilizando abordagens de outras disciplinas – dentre as quais a Sociologia, a Filosofia
e a História da Ciência – para estudar as interações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade. Os aspectos sociais da Ciência podem ser classificados em seis categorias (ROSENTHAL, 1989, p. 583, tradução nossa):
a) Filosóficos: “a Filosofia da Ciência (especialmente a Epistemologia e a Ética); formas pelas quais a Sociedade influencia a filosofia da Ciência; o impacto das descobertas científicas sobre a Sociedade; a responsabilidade social dos cientistas”.
b) Sociológicos: “a Sociologia da comunidade científica; a influência da Ciência e da Tecnologia sobre a Sociedade; a influência da Sociedade sobre o progresso científico e tecnológico; as possibilidades e limitações de se utilizar Ciência e Tecnologia para solucionar problemas sociais”.
c) Históricos: “a História da Ciência e Tecnologia; como Ciência e Tecnologia afetaram o curso da história; o efeito de eventos históricos na ascensão da Ciência e da Tecnologia”.
d) Políticos: “a interação entre Ciência, Tecnologia, o público, o governo e o sistema legal; tomada de decisão sobre Ciência e Tecnologia; usos / abusos da Ciência e da Tecnologia; Ciência, Tecnologia e defesa nacional; política global”.
e) Econômicos: “as interações entre condições econômicas e Ciência e Tecnologia; as contribuições da Ciência e da Tecnologia para o desenvolvimento econômico; fatores econômicos afetando Ciência e Tecnologia; Ciência, Tecnologia e indústria; consumismo; emprego em Ciência e Tecnologia”.
f) Humanistas: “os aspectos estéticos, criativos e culturais da Ciência e da Tecnologia; os efeitos da Ciência e da Tecnologia sobre a Literatura e as Artes; a influência das Humanidades sobre Ciência e Tecnologia”.
Apesar de serem diferenciadas duas abordagens, cada qual com vantagens e desvantagens, ambas podem ser conjugadas, pois não existe a obrigatoriedade de serem mutuamente excludentes.
Conforme analisa Rosenthal (1989), as questões sociais podem ser vistas enquanto extensões do currículo tradicional, permitindo a infusão do ensino sob a ótica CTS
sem exigir maiores alterações. Entretanto, um ponto desfavorável dessa concepção é a tendência de mudança dos temas relevantes com o tempo, levando à obsolescência do aprendizado.
A abordagem de aspectos sociais, por outro lado, exige transformações mais profundas do currículo, parecendo, para alguns, estender-se além do domínio da educação científica e até mesmo conflitar com este. Porém, poderia proporcionar uma formação mais abrangente e duradoura, preparando melhor os estudantes para lidar com futuros problemas relativos às inter-relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade.
A conciliação das duas perspectivas parece ser recomendável e poderia ser realizada, por exemplo, utilizando questões sociais enquanto veículos para ensinar aspectos sociais da Ciência (ROSENTHAL, 1989).
Não existe consenso sobre quais temas sociais devem ser incluídos no ensino com a abordagem CTS. Com base em uma revisão de levantamentos realizados sobre a opinião de estudantes, professores de Ciências, cientistas e engenheiros quanto a temas de natureza social cuja discussão seria importante na educação científica, Bybee (1987a; 1987b) estabeleceu a seguinte relação:
a) Qualidade do ar e atmosfera (chuva ácida; gás carbônico; redução da camada de ozônio; aquecimento global).
b) Fome mundial e recursos alimentares (produção de alimentos; agricultura; conservação das terras cultiváveis).
c) Tecnologia da guerra (armas químicas; desenvolvimentos nucleares; ameaça das armas nucleares).
d) Crescimento populacional (população mundial; imigração; capacidade de sustentação; capacidade de previsão).
e) Recursos hídricos (descarte de resíduos; estuários; abastecimento; distribuição; contaminação de lençóis freáticos; contaminação por fertilizantes).
f) Escassez de energia (combustíveis sintéticos; energia solar; combustíveis fósseis; conservação da energia; produção de petróleo).
g) Substâncias perigosas (depósitos de lixo; produtos químicos tóxicos; tintas a base de chumbo).
h) Saúde e doença humanas (doenças infecciosas e não-infecciosas; estresse; barulho; dieta e nutrição; exercícios físicos; saúde mental).
i) Uso da terra (erosão do solo; recuperação de terras; desenvolvimento urbano; perda do habitat da vida selvagem; desmatamento; desertificação; salinização).
j) Reatores nucleares (gerenciamento de resíduos nucleares; reatores regeneradores; custos de construção; segurança; terrorismo).
k) Extinção de plantas e animais (redução da diversidade genética; proteção da vida selvagem).
l) Recursos minerais (minerais não-combustíveis; minerais metálicos e não- metálicos; mineração; tecnologia; depósitos de baixa qualidade; reciclagem; reutilização).
O conteúdo da perspectiva CTS pode estar integrado ao de Ciência tradicional de diferentes maneiras. Segundo o grau de importância atribuído aos temas do enfoque CTS, Aikenhead (1994c) estabeleceu uma classificação dos currículos em oito categorias:
a) Motivação mediante conteúdo CTS: conteúdo de Ciência tradicional com a menção a algum tema do enfoque CTS para tornar determinada aula mais interessante. Os alunos não são avaliados quanto ao conteúdo CTS.
b) Infusão casual de conteúdo CTS: conteúdo de Ciência tradicional incluindo o estudo curto, com duração de meia hora a duas horas, de um tema do enfoque CTS relacionado ao tópico científico. Não há coesão entre os assuntos da abordagem CTS. Os
estudantes são avaliados predominantemente quanto aos conceitos científicos e apenas superficialmente em relação ao conteúdo CTS (por exemplo, 5% CTS e 95% conceitos científicos).
c) Infusão proposital de conteúdo CTS: conteúdo de Ciência tradicional incluindo uma série de estudos curtos, cada qual com duração de meia hora a duas horas, com temas do enfoque CTS integrados aos tópicos científicos. Os assuntos apresentam coesão, buscando-se a exploração sistemática do conteúdo CTS. A avaliação dos estudantes considera em algum grau a compreensão do conteúdo CTS (por exemplo, 10% CTS e 90% conceitos científicos).
d) Disciplina singular por meio de conteúdo CTS: o conteúdo CTS constitui o organizador dos conceitos científicos e de sua seqüência de apresentação. O conteúdo científico é selecionado de uma única disciplina científica. Uma listagem de tópicos de Ciência pura de um curso dessa modalidade seria semelhante àquela de um programa de estudo da categoria anterior, embora com seqüência bastante diferente. Os estudantes são avaliados quanto ao entendimento do conteúdo CTS, porém não tanto quanto o são em relação aos conceitos de Ciência pura (por exemplo, 20% CTS e 80% conceitos científicos).
e) Ciência por meio de conteúdo CTS: o conteúdo CTS é o organizador dos conceitos científicos e de sua seqüência de estudo. O conteúdo científico é multidisciplinar, determinado pelos temas da abordagem CTS. Em uma listagem dos tópicos de Ciência pura de um curso desse tipo, seriam encontrados conceitos importantes de uma variedade de disciplinas científicas tradicionais. Os estudantes são avaliados quanto ao entendimento do conteúdo CTS, porém não tanto quanto o são em relação aos conceitos de Ciência pura (por exemplo, 30% CTS e 70% conceitos científicos).
f) Ciência em conjunto com conteúdo CTS: o conteúdo CTS é o foco do ensino, incluindo conceitos científicos relevantes para enriquecer a aprendizagem. A avaliação engloba igualmente o conteúdo CTS e o de Ciência pura.
g) Infusão de Ciência no conteúdo CTS: o conteúdo CTS é o foco do ensino. O conteúdo científico é mencionado, porém não é sistematicamente ensinado, podendo haver ênfase em princípios abrangentes da Ciência. Os estudantes são avaliados principalmente quanto ao conteúdo CTS e apenas parcialmente em relação aos conceitos de Ciência pura (por exemplo, 80% CTS e 20% conceitos científicos). Materiais com esse tipo de estrutura podem ser inseridos em um curso tradicional para gerar um curso da categoria (c).
h) Conteúdo CTS: uma questão tecnológica ou social principal é estudada. O conteúdo científico é mencionado, mas somente para indicar uma conexão existente com a Ciência. Não há avaliação dos estudantes quanto aos conteúdos de Ciência pura. Materiais com esse tipo de configuração podem ser introduzidos em um curso tradicional para originar um curso da categoria (c).
Para que as finalidades educacionais do ensino CTS sejam alcançadas, torna-se importante a elaboração apropriada de materiais didáticos, pois estes veiculam informações, concepções, estratégias e valores que influenciam estudantes e professores. Na elaboração e análise de textos, em formato impresso ou eletrônico, segundo o enfoque CTS, uma série de características devem ser observadas, tendo em vista a qualidade do recurso instrucional. Solbes e Vilches (1989) consideram importante verificar se um texto:
a) Busca evidenciar as concepções dos estudantes sobre a Ciência e os cientistas. b) Critica visões estereotipadas sobre as características dos cientistas.
c) Trata de modo detalhado as relações entre Ciência e Tecnologia. d) Retrata a Ciência como uma força tanto produtiva quanto destrutiva. e) Explicita o papel da Ciência na modificação do meio.
f) Mostra o papel desempenhado pela Ciência na evolução das idéias da humanidade, assim como as influências ideológicas e sócio-políticas no desenvolvimento científico.
g) Representa a Ciência como resultado de um trabalho coletivo, no qual muitas vezes ocorrem controvérsias.
h) Contribui para a formação de cidadãos, permitindo exercitar a tomada de decisões.
i) Favorece a valoração crítica do papel da Ciência.
j) Propõe a realização de atividades envolvendo contatos exteriores à escola, tais como visitas técnicas, por exemplo.
Os resultados proporcionados pelos currículos elaborados segundo o enfoque CTS dependem de diversas variáveis que atuam na complexa prática educacional, envolvendo mais do que conteúdos, materiais didáticos e metodologias de ensino. Rubba (1991) destaca, por exemplo, a influência das crenças e dos valores mantidos pelos professores, que podem favorecer ou não a realização de determinados objetivos e precisam, em certos casos, de reestruturação.
Apesar desses fatores, foi possível reunir indícios expressivos de que o ensino CTS é vantajoso para os estudantes. A avaliação dos resultados obtidos com a aplicação desse enfoque em situações concretas de ensino e aprendizagem permitiu acumular evidências de que (AIKENHEAD, 1994a):
a) Em comparação com aulas tradicionais de Ciência, a abordagem CTS pode contribuir para os estudantes melhorarem significativamente a compreensão sobre questões e aspectos sociais da Ciência, e sobre as inter-relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, dependendo do conteúdo enfatizado e avaliado pelo professor.
b) Em comparação com aulas tradicionais de Ciência, a abordagem CTS pode contribuir para os estudantes melhorarem significativamente as atitudes em relação à Ciência, às aulas de Ciência e à aprendizagem, como resultado tanto do conteúdo quanto dos métodos de ensino CTS que favorecem a interatividade do aluno.
c) Em comparação com aulas tradicionais de Ciência, a abordagem CTS pode contribuir para os estudantes terem ganhos modestos, porém significativos, quanto a habilidades de pensamento tais como a aplicação do conteúdo científico a situações do cotidiano, a atividade cognitiva crítica e criativa, e a tomada de decisões, contanto que tais aptidões sejam explicitamente praticadas e avaliadas.
d) A abordagem CTS não compromete de modo significativo os resultados dos estudantes em relação aos conteúdos tradicionais de Ciência na série subseqüente de ensino, mesmo que esta seja a universidade, particularmente em se tratando de alunos mais talentosos do ponto de vista acadêmico.
e) A abordagem CTS pode beneficiar os estudantes desde que existam materiais didáticos adequados disponíveis em sala de aula; o professor oriente sua ação de modo compatível com a proposta CTS; e se confira nos cursos maior prioridade aos conteúdos CTS, além de infusões casuais ou apenas com propósitos motivacionais.
As pesquisas em Educação para a Ciência indicam, portanto, que a utilização de materiais didáticos e a condução de atividades de ensino segundo a abordagem CTS podem auxiliar efetivamente no processo de alfabetização científica dos estudantes.
Na proposta de ensino e aprendizagem com a hipermídia examinada neste trabalho, o enfoque CTS foi empregado buscando-se conciliar a perspectiva de questões
sociais e a de aspectos sociais da Ciência, conforme a definição de Rosenthal (1989).
Foram incluídas no software de Física Moderna questões sociais relativas às armas nucleares e aos reatores nucleares, temas específicos e atuais. Em conjunto com esses assuntos, foram também tratados aspectos sociais da Ciência, com dimensões filosóficas, sociológicas, históricas e políticas. No plano filosófico, introduziram-se discussões éticas concernentes à produção e utilização das armas nucleares, aos riscos da energia nuclear e à responsabilidade social dos cientistas; análises da evolução do conhecimento científico
considerando-se a existência de rupturas e a competição de programas de pesquisa, como no caso da transição da Física Clássica para a Moderna; e explanações sobre o papel de novas previsões teóricas para o progresso da Ciência, tais como as realizadas pela Teoria da Relatividade. No plano sociológico, ofereceram-se exemplos da repercussão das inovações científicas e tecnológicas sobre a vida das pessoas e o Ambiente, acarretando tanto benefícios quanto problemas a serem gerenciados, tais quais os decorrentes do uso da energia nuclear. No plano histórico, explorou-se o surgimento da Teoria da Relatividade e da Mecânica Quântica, incluindo-se os principais conceitos e personalidades envolvidas, e sua contraposição às idéias clássicas. No plano político, ilustraram-se relações dos cientistas com os governos de nações, tal como verificado no Projeto Manhattan e nos debates envolvendo o desarmamento nuclear; procurou-se evidenciar o caráter de não-neutralidade da Ciência e dos pesquisadores; veiculou-se a noção de que a população pode influenciar em decisões governamentais envolvendo Ciência e Tecnologia.
A abordagem adotada no material elaborado aproxima-se da chamada infusão
proposital de conteúdo CTS, segundo a classificação de Aikenhead (1994c) discutida
anteriormente. No software proposto, a ênfase encontra-se na exposição dos conceitos centrais da Teoria da Relatividade e no estudo das implicações tecnológicas, sociais e ambientais relacionadas a aplicações da idéia de equivalência massa-energia. Entretanto, ao se realizar a avaliação dos estudantes, diferentemente do estabelecido por Aikenhead, a exigência quanto à compreensão do conteúdo CTS foi parecida com aquela feita quanto aos conceitos científicos.
Devido ao papel importante que as dimensões histórica e filosófica podem desempenhar tendo em vista o entendimento da natureza da Ciência pelos alunos, sua inserção na educação científica será considerada um pouco mais na próxima seção.