Competências científicas e investigativas

dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no

ensino médio geral

Competencias científicas e investigativas estudiantiles

desde una perspectiva interdisciplinaria en

la educación media general

Carmen Eloísa Sánchez Molina

https://orcid.org/0000-0001-9564-2768

Santa Bárbara, estado Barinas / Venezuela

Revista Digital de Investigación y Postgrado, 6(12), 27-48

ISSN eletrônico: 2665-038X

https://doi.org/10.59654/tgpqg354

Como citar: Sánchez, M. C. E. (2025). Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir

de uma perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral. Revista Digital de Investigación y Postgrado,

6(12), 27-48. https://doi.org/10.59654/tgpqg354

*Doutora em Educação, Mestre em Docência Universitária com menção em Educação, Universidad Nacional Expe-

rimental de los Llanos Occidentales Ezequiel Zamora. Barinas, Barinas – Venezuela. Docente efetiva, categoria as-

sistente. Universidad Nacional Experimental de los Llanos Occidentales Ezequiel Zamora. Santa Bárbara de Barinas

– Venezuela. Email: carmenisajose@gmail.com

Recebido: maio / 5 / 2025 Aceito: maio / 20 / 2025

Resumo

Este artigo analisa o desenvolvimento de competências científicas e investigativas em estudantes

do Ensino Médio Geral a partir de uma perspectiva interdisciplinar, com o objetivo de construir

uma abordagem teórica voltada ao desenvolvimento integral do aluno. A pesquisa é qualitativa,

fundamentada no método hermenêutico e na teoria fundamentada, e baseia-se em entrevistas

em profundidade com professores de ciências naturais de instituições em Santa Bárbara de Ba-

rinas. Os resultados indicam que abordagens interdisciplinares promovem habilidades críticas nos

estudantes. A análise dos dados gerou 44 códigos emergentes e duas categorias axiais, permi-

tindo a formulação de novos conceitos teóricos. As conclusões destacam a importância de for-

talecer essas competências no contexto educacional venezuelano, em conformidade com as

políticas nacionais. Este estudo representa uma contribuição inovadora para o avanço educacional

e científico, visando melhorar a qualidade do ensino e promover a independência científica e tec-

nológica do país.

Palavras-chave: Competências científicas, Ensino Médio Geral, Ciências Naturais, Venezuela.

Resumen

El documento examina el desarrollo de competencias científicas e investigativas estudiantiles en

la Educación Media General desde una perspectiva interdisciplinaria. Su propósito es construir

una aproximación teórica a estas competencias, orientada hacia el desarrollo integral de los es-

tudiantes. La investigación sigue un enfoque cualitativo, aplicando el método hermenéutico y la

teoría fundamentada, y se basa en entrevistas en profundidad con docentes experimentados en

ciencias naturales de instituciones de Santa Bárbara de Barinas. Los resultados muestran que la

integración de enfoques interdisciplinarios fomenta habilidades críticas en los estudiantes. El aná-

lisis de datos reveló 44 códigos emergentes y dos categorías axiales, lo que permitió una teori-

zación que culmina en la construcción de nuevos conceptos teóricos. Finalmente, las conclusiones

subrayan la importancia de fortalecer las competencias científicas en el contexto venezolano, ali-

neando la educación con las políticas nacionales. Este estudio se presenta como un aporte inno-

vador para el avance educativo y científico en Venezuela, con el objetivo de mejorar la calidad

de la enseñanza y promover la independencia científica y tecnológica del país..

Palabras clave: Competencias científicas, Educación Media General, Ciencias Naturales, Venezuela.

Introdução

No cenário educacional contemporâneo, marcado por rápidas transformações científicas, tec-

nológicas e sociais, torna-se imperativo repensar os modelos de ensino-aprendizagem na área

das ciências naturais. A educação científica enfrenta o desafio histórico de formar cidadãos ca-

pazes de compreender a complexidade do mundo atual e participar ativamente na resolução

de problemas socioambientais e científicos relevantes (Pozo e Gómez, 2010). Esse desafio ad-

quire especial relevância no nível do Ensino Médio Geral, onde se estabelecem as bases para

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ISSN eletrônico: 2665-038X

o desenvolvimento do pensamento científico e se configuram atitudes fundamentais em relação

à ciência e ao seu método (Ministerio del Poder Popular para la Educación, MPPE 2017).

O conceito de competências científicas e investigativas emergiu como eixo central nesse debate

educacional. Segundo Gamboa et al. (2020), tais competências representam um conjunto in-

tegrado de conhecimentos, habilidades, atitudes e valores que permitem aos estudantes en-

frentar problemas científicos com rigor metodológico, criatividade e senso crítico. No entanto,

como demonstram os estudos de Arias (2017) no contexto venezuelano, existe uma distância

significativa entre esse ideal educacional e as práticas pedagógicas predominantes nas salas

de aula, que frequentemente reduzem o ensino de ciências à simples transmissão de conteúdos

conceituais descontextualizados.

A situação descrita reflete o que Freire (2012) denominou como “educação bancária”, um mo-

delo que concebe o estudante como mero receptor passivo de informação, em vez de prota-

gonista ativo de seu processo de aprendizagem. Essa crítica adquire especial relevância quando

se analisa, como fizeram Sánchez e Herrera (2019), as condições reais nas quais se desenvolve

o ensino de ciências em muitas instituições venezuelanas: laboratórios insuficientemente equi-

pados, docentes com oportunidades limitadas de atualização pedagógica e avaliações que

priorizam a reprodução mecânica em detrimento da compreensão profunda e da aplicação

do conhecimento.

O currículo venezuelano de Ciências Naturais para o Ensino Médio (MPPE, 2017) estabelece

formalmente a necessidade de uma abordagem interdisciplinar que integre as perspectivas da

Biologia, Química, Física e Ciências da Terra. No entanto, como revelam as investigações de

Arias (2017), essa interdisciplinaridade raramente se concretiza nas práticas em sala de aula,

onde persiste uma organização fragmentada do conhecimento e uma escassa articulação entre

as diferentes áreas científicas. Essa dissociação curricular tem consequências significativas na

formação dos estudantes, limitando sua capacidade de abordar problemas complexos que,

por sua natureza, requerem aproximações integradoras de múltiplas disciplinas.

Diante desse panorama, o desenvolvimento de competências científicas e investigativas a partir

de uma perspectiva interdisciplinar apresenta-se como uma alternativa pedagógica promissora.

Como argumentam Gamboa et al. (2020), essa abordagem permite superar a divisão artificial

entre disciplinas científicas e conectar a aprendizagem escolar com problemas reais do contexto

social e ambiental. Nessa mesma linha, os trabalhos de Herrera (2016) na Espanha demonstra-

ram como estratégias didáticas baseadas na investigação científica podem transformar signifi-

cativamente as práticas educativas, promovendo nos estudantes habilidades de pensamento

crítico, trabalho colaborativo e resolução criativa de problemas.

A experiência internacional oferece lições valiosas para o contexto venezuelano. Os estudos

de Figueroa (2017) no Peru evidenciaram o impacto positivo de metodologias ativas no desen-

volvimento de competências investigativas, enquanto as pesquisas de Lupión e Martín (2016)

destacam a importância de vincular a aprendizagem científica com desafios globais como a

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

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mudança climática ou a sustentabilidade ambiental. Essas contribuições coincidem em apontar

a necessidade de transcender os modelos tradicionais de ensino, promovendo, em seu lugar,

pedagogias que estimulem a curiosidade científica, o questionamento fundamentado e a cons-

trução colaborativa do conhecimento.

No âmbito regional, investigações como as de Veloza e Hernández (2018) na Colômbia e Barón

(2019) no Panamá trouxeram evidências significativas sobre os fatores que favorecem ou difi-

cultam o desenvolvimento de competências científicas em estudantes do ensino médio. Esses

estudos coincidem em destacar o papel crucial da formação docente, da disponibilidade de

recursos adequados e da implementação de estratégias avaliativas coerentes com os objetivos

da educação científica contemporânea.

Nesse sentido, o presente estudo propõe-se a contribuir para esse debate educacional a partir de

uma perspectiva teórico-prática, articulando os fundamentos conceituais sobre competências cien-

tíficas (Gamboa et al., 2020; Pozo e Gómez, 2010) com a análise crítica de experiências pedagógicas

relevantes no contexto ibero-americano (Herrera, 2016; Figueroa, 2017; Sánchez e Herrera, 2019).

Metodologicamente, a pesquisa combina: (a) Uma análise documental exaustiva dos marcos

curriculares venezuelanos (MPPE, 2017) em diálogo com as propostas teóricas mais avançadas

em didática das ciências. (b) A revisão sistemática de experiências pedagógicas inovadoras de-

senvolvidas em contextos semelhantes ao venezuelano. (c) Um estudo de campo em institui-

ções educacionais do município Ezequiel Zamora, que permite contrastar os referenciais

teóricos com as realidades da sala de aula.

Os resultados desta investigação buscam oferecer elementos concretos para superar as limita-

ções identificadas por Arias (2017) e Sánchez e Herrera (2019). A relevância deste estudo trans-

cende o âmbito acadêmico, pois, como afirma Freire (2012), a educação científica de qualidade

é um direito fundamental e uma condição necessária para o pleno desenvolvimento da cida-

dania em sociedades democráticas.

Fundamentos teóricos

A formação em competências científicas e investigativas no Ensino Médio Geral requer um só-

lido marco teórico que integre perspectivas psicológicas, pedagógicas e socioculturais. Os au-

tores citados neste artigo fornecem fundamentos essenciais para compreender como essas

competências são construídas e como podem ser promovidas a partir de uma abordagem in-

terdisciplinar. A seguir, são apresentados os principais referenciais teóricos organizados em três

eixos indicados a seguir:

Bases conceituais das competencias

O conceito de competência é polissêmico e tem sido abordado a partir de diversas disciplinas.

Desde a psicologia cultural, Vigotsky (1985) enfatiza que as competências são ações situadas,

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mediadas pela interação social e pelo contexto. Essa visão destaca o caráter social da apren-

dizagem, onde o conhecimento é construído coletivamente. Complementarmente, Chomsky

(1970) introduz a noção de competência linguística como uma estrutura mental inata, enquanto

Hymes (1996) amplia essa perspectiva ao incorporar a competência comunicativa, que considera

o uso da linguagem em contextos sociais específicos.

No âmbito educacional, autores como Tobón (2006a, 2006b) e Perrenoud (1999) contribuíram

para definir as competências como capacidades integradas que combinam conhecimentos,

habilidades e atitudes para resolver problemas em contextos reais. Essas ideias influenciaram

reformas curriculares na América Latina, como na Colômbia (Ley 30 de 1992) e no Peru (Currí-

culo Nacional da Educação Básica), onde as competências foram incorporadas como eixo cen-

tral da formação estudantil.

Modelos de ensino-aprendizagem em ciências naturais

A didática das ciências evoluiu de modelos tradicionais para abordagens mais ativas e cons-

trutivistas. Freire (2012) critica o modelo "bancário", onde o estudante é um mero receptor pas-

sivo de conhecimento, e defende uma educação libertadora que promova o pensamento

crítico. Em contraste, o modelo por descoberta (Bruner, 1968) e o modelo de investigação (Gil,

1993) promovem que os estudantes construam conhecimento por meio da exploração e da

resolução de problemas autênticos.

Ausubel (1983) destaca a importância da aprendizagem significativa, onde os novos conheci-

mentos são integrados aos prévios, enquanto Piaget (1968a, 1968b) e Vigotsky (2009) oferecem

contribuições a partir do construtivismo. Piaget enfatiza o desenvolvimento cognitivo por es-

tágios (especialmente as operações formais nos adolescentes), enquanto Vigotsky introduz a

Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP), onde o docente atua como mediador para poten-

cializar habilidades em formação.

Perspectiva interdisciplinar e competências científicas

A interdisciplinaridade emerge como uma abordagem chave para o desenvolvimento de com-

petências científicas e investigativas. Gamboa et al. (2020) definem essas competências como

a capacidade de observar, questionar, desenhar experimentos e comunicar descobertas, vin-

culando o conhecimento científico a problemas socioambientais relevantes. Essa visão está alin-

hada com experiências bem-sucedidas documentadas por Herrera (2016) na Espanha e

Figueroa (2017) no Peru, onde estratégias como a aprendizagem baseada em projetos e a in-

vestigação guiada demonstraram ser eficazes.

O currículo venezuelano (MPPE, 2017) promove teoricamente essa abordagem, embora sua

implementação enfrente desafios, como metodologias passivas e falta de recursos (Arias,

2017; Sánchez e Herrera, 2019). Para superar essas limitações, propõe-se integrar estratégias

didáticas como: (a) Pré-instrucionais: Ativação de conhecimentos prévios (Díaz e Hernández,

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

32 Carmen Eloísa Sánchez Molina

2004). (b) Coinstrucionais: Aprendizagem cooperativa e resolução de problemas (Frola e Ve-

lásquez, 2011). (c) Pós-instrucionais: Portfólios e autoavaliação para consolidar as aprendiza-

gens.

Metodologia

O estudo adotou uma abordagem qualitativa (também denominada fenomenológica, in-

terpretativa ou naturalista), centrada na compreensão das perspectivas e experiências dos

docentes do Ensino Médio Geral na área de Ciências Naturais (Rojas de Escalona, 2010; Ga-

leano, 2020). Essa abordagem permitiu analisar as realidades subjetivas e intersubjetivas dos

participantes, enfatizando a descrição e a interpretação do fenômeno em seu contexto na-

tural.

Utilizou-se o método hermenêutico, que facilita a interpretação profunda dos discursos do-

centes mediante o círculo hermenêutico (Martínez, 2012; Gadamer, 1984). Esse processo implica

um diálogo constante entre as partes (entrevistas) e o todo (contexto educacional), permitindo

uma compreensão holística das competências científicas e investigativas.

Adicionalmente, integrou-se a teoria fundamentada (Charmaz, 2013) para analisar ações e

significados mediante: (a) Codificação aberta: Identificação de categorias emergentes a partir

dos dados. (b) Codificação axial: Relação entre categorias para construir um quadro interpre-

tativo. (c) Amostragem teórica: Seleção iterativa de participantes até alcançar saturação teó-

rica.

Quanto ao cenário e aos participantes, a pesquisa foi desenvolvida em cinco instituições edu-

cacionais de Santa Bárbara de Barinas (Venezuela), selecionadas por acessibilidade e diversidade

(públicas/privadas). Os informantes-chave foram cinco docentes de Ciências Naturais com: (a)

Formação em Biologia, Química ou áreas afins. (b) Mínimo de cinco anos de experiência do-

cente. (c) Graus acadêmicos de especialização ou mestrado.

A técnica de coleta de dados foi a entrevista em profundidade (Hurtado de Barrera, 2012),

sendo essa a principal técnica, por meio de um roteiro temático flexível que determinou: (a)

Percepções sobre as competências científicas. (b) Estratégias didáticas aplicadas. (c) Desafios

no ensino interdisciplinar. Nas entrevistas foram registradas não apenas respostas verbais, mas

também elementos não verbais (tom, gestos), enriquecendo a análise.

Cabe destacar que, em relação às técnicas de análise de dados, foram consideradas as indica-

ções de Martínez (2007) e Strauss e Corbin (2002), tendo sido implementado: (a) Categorização:

Codificação de atos de fala em temas. (b) Estruturação: Organização de dados mediante tabelas

e redes semânticas. (c) Confrontação: Comparação de achados com marcos teóricos. (d) Teo-

rização: Construção de um modelo interpretativo sobre as competências científicas a partir da

interdisciplinaridade.

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ISSN eletrônico: 2665-038X

Para seguir um rigor metodológico e garantir validade e confiabilidade, aplicou-se: (a) Trian-

gulação contrastando dados das entrevistas com literatura científica. (b) Saturação teórica, ve-

rificando que os novos dados não gerassem categorias adicionais. (c) Reflexividade, com uma

explicitação por parte da pesquisadora de sua posição como intérprete para minimizar vieses.

Cabe destacar que, como considerações éticas, foram levados em conta: (a) Consentimento

informado dos participantes. (b) Anonimato no uso dos dados.

Resultados e discussão

Neste contexto, a unidade hermenêutica correspondente aos dados constou de cinco (5) do-

cumentos que contêm as informações de análise. Os dados foram distribuídos em um total de

41 códigos, atribuídos da seguinte forma: (a) 27 Códigos no documento primário 1. (b) 29 Có-

digos no documento primário 2. (c) 32 Códigos no documento primário 3. (d) 27 códigos no

documento primário 4. (d) 29 códigos no documento primário 5.

As categorias de análise dinâmicas surgiram à medida que se avançava na análise das entre-

vistas, o que permitiu que cada código fosse cuidadosamente examinado, dando lugar à criação

de duas categorias axiais (ver figuras seguintes).

Figura 1

Rede semântica de modelos ou enfoques de ensino.

Fonte: Sánchez (2025). Elaboração a partir da análise dos resultados das entrevistas.

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

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Figura 2

Rede semântica de competências científicas e investigativas

Fonte: Sánchez (2025). Elaboração a partir da análise dos resultados das entrevistas.

A triangulação metodológica aplicada neste estudo foi integrada em três dimensões-chave para

validar os achados: (a) Dados empíricos (entrevistas com docentes). (b) Referencial teórico (autores

especializados). (c) Interpretação da pesquisadora. A seguir, apresenta-se uma breve síntese da

análise comparativa das categorias emergentes, exemplificada com os códigos abertos mais re-

levantes. Na pesquisa original, esse aspecto compreende quase uma centena de páginas.

1. Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP)

•Docentes: "Os projetos baseados em problemas permitem ver aplicações reais da ciên-

cia" (Inf. 1). "Os estudantes resolvem problemas comunitários, como contaminação da

água" (Inf. 2).

• Teoria: "Metodologia ativa centrada em problemas autênticos que integra disciplinas"

(Marra et al., 2014, p.221). "Desenvolve competências como argumentação e trabalho

em equipe" (Rivera de Parada, 2007, p.105).

• Pesquisadora: A ABP demonstra alta efetividade ao vincular aprendizagem com pro-

blemas sociais relevantes, embora requeira mais recursos e formação docente para sua

plena implementação.

2. Aprendizagem colaborativa

• Docentes: "As atividades em grupo são essenciais para projetos científicos" (Inf. 1). "O

Evaluacin formativa Evaluacin del aprendizaje

es parte de

5:9

6:19

Evaluacin procesual y de

resultados

es parte de

Evaluacin formativa

es parte de

4:8 2:24

5:10

es parte de

Registro y diarios

descriptivos

TØcnica de

brainstrorming

6:17

5:12

6:18

Praxis educativa Modelos de enfoques

de enseæanza

Aprendizaje

significativo

esta

asociado

con

esta a

sociado

con

parte

Rol de mediador

Rol del docente

Esta asociado con

es parte de

6:3

TØcnicas

didÆcticas Simulaciones

TØcnica del

conversatorio

TØcnica de la

discucin

Tecnologas

emergentes

TØcnica de

exposicin

4:6

2:26

TØcnica de

observacin

parte

esta asociado con

TØcnica del

debate

es parte de es parte de

6:25

2:25

5:11

4:5

4:9

4:7

5:22

5:20

TØcnica de resolucin

de problemas

6:29

5:31

5:22

4:28

4:25

es parte de

4:21

TØcnica de la

pregunta

es parte de

6:26 6:20

parte

6:23

5:21

Parte

4:23

Aprendizaje

experencial

Aprendizaje

transmisivo

Aprendizaje

sociocultural

Aprendizaje

cooperativo

Aprendizaje

basado en problemas

3:28

4:2

3:15 2:9

3:20

4:10

2:7

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ISSN eletrônico: 2665-038X

trabalho em equipe melhora a capacidade investigativa" (Inf. 4).

•Teoria: Processo coletivo com interdependência positiva (Johnson et al., 1994). "Gera

mecanismos de aprendizagem significativa" (Vaillant e Manso, 2019, p.23).

• Pesquisadora: A colaboração replica o trabalho científico real, mas é necessário orien-

tação docente para evitar desigualdade nas contribuições.

3. Aprendizagem experiencial

• Docentes: "Os jogos didáticos criam aprendizagens memoráveis" (Inf. 3). "As práticas

de campo são insubstituíveis" (Inf. 4).

• Teoria: O conhecimento é criado mediante a transformação de experiências (Instituto

Tecnológico de Monterrey, 2010b). Vincula contextos reais com a aprendizagem (Samper

e Ramírez, 2014).

•Pesquisadora: Embora custosa, a aprendizagem experiencial oferece os resultados mais

duradouros em competências científicas.

4. Aprendizagem significativa

• Docentes: "Conectamos teoria com fenômenos cotidianos" (Inf. 1). "Partimos do con-

hecido para explorar o novo" (Inf. 3).

• Teoria: "Requer relacionar novos conhecimentos com a estrutura cognitiva existente"

(Moreira, 2017, p.2). Processo de atribuição de significados (Latorre, 2017).

• Pesquisadora: "A conexão com vivências pessoais é a ponte mais eficaz para a apren-

dizagem científica".

5. Construtivismo

• Docentes: "Os estudantes constroem conhecimento mediante projetos" (Inf. 1, 2, 3).

• Teoria: "Reconstrução ativa de significados" (Coll et al., 1999, p.9). "Processo de elabo-

ração pessoal" (Porlán, 2002, p.19).

•Pesquisadora: O construtivismo requer docentes altamente capacitados para guiar ade-

quadamente o processo.

6. Compreensão profunda

•Docentes: "Buscamos que apliquem conceitos em novos contextos" (Inf. 1). "As demons-

trações práticas melhoram a compreensão" (Inf. 2).

•Teoria: "Capacidade de usar conhecimentos criativamente" (Otálora, 2009, p.123). "Trans-

feribilidade do conhecimento" (Gardner, 2000).

• Pesquisadora: A verdadeira compreensão se evidencia na aplicação inovadora de con-

ceitos.

7. Desenvolvimento da curiosidade e pensamento crítico

•Docentes: "As perguntas investigáveis são nosso ponto de partida" (Inf. 1). "O laboratório

fomenta o questionamento" (Inf. 2).

•Teoria: Curiosidade como motor da aprendizagem (Nacioness Unidas). Pensamento crí-

tico como antídoto contra a desinformação (Thrive Teaching, 2024).

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

36 Carmen Eloísa Sánchez Molina

• Pesquisadora: Essas competências são a base para formar cientistas autênticos e cida-

dãos informados.

8. Avaliação da aprendizagem

•Docentes: "Avaliamos processos, não apenas resultados" (Inf. 3). "A retroalimentação

contínua é chave" (Inf. 5).

•Teoria: "Enfoque regulador da aprendizagem" (Amengual, 1989, p.31). Integrada ao pro-

cesso educativo (Alves e Acevedo, 1999, p.23).

•Pesquisadora: A avaliação formativa democratiza a aprendizagem, mas requer mais

tempo docente.

9. Experimentação

• Docentes: "O laboratório é nossa melhor sala de aula" (Inf.1). "Os experimentos desen-

volvem habilidades analíticas" (Inf. 2).

• Teoria: Base do método científico (Canizales et al., 2004, p.26). Supera a mera observa-

ção (Carvajal, 2011, p.46).

• Pesquisadora: A carência de laboratórios bem equipados é a maior limitação para de-

senvolver competências investigativas.

10. Formulação de hipóteses

•Docentes: "Ensinamos a formular previsões verificáveis" (Inf. 3). "Os projetos incluem

verificação de hipóteses" (Inf. 4).

• Teoria: Explicações tentativas (Vélez, 2001, p.18). Previsões verificáveis (Espinoza, 2018,

p.126).

• Pesquisadora: Esta competência distingue o pensamento científico do senso comum.

11. Interpretação crítica de dados

•Docentes: "Analisamos dados de pesquisas escolares" (Inf. 3). "Usamos estatística básica

em projetos" (Inf. 5).

• Teoria: Avaliação da informação com critério (Paul e Elder, 2003, p.4). Aplicação prática

de conhecimentos (Educación Gratuita, 2024).

• Pesquisadora: Habilidade essencial na era da infodemia e dos dados massivos.

12. Interdisciplinaridade

• Docentes: "Integramos biologia, física e química" (Inf. 1). "Os projetos abordam proble-

mas a partir de múltiplas disciplinas" (Inf. 5).

• Teoria: Visão integradora do conhecimento (Morin, 1995). “Necessária para problemas

complexos" (Araya et al., 2006, p.407).

• Pesquisadora: Romper barreiras disciplinares é o maior desafio curricular atual.

13. Investigação e uso de evidências

• Docentes: "Os estudantes coletam e analisam dados" (Inf. 2). "Usamos tecnologia para

pesquisas" (Inf. 5).

Revista Digital de Investigación y Postgrado, 6(12), 27-48

ISSN eletrônico: 2665-038X

• Teoria: Base da prática científica (Ministerio de Educación, 2019a). Requer rigor meto-

dológico (Secretaría de Educación Pública, s.f).

• Pesquisadora: Falta desenvolver mais essa competência no currículo venezuelano.

14. Conhecimentos prévios

• Docentes: "Partimos das ideias prévias dos estudantes" (Inf. 3). "Conectamos com ex-

periências cotidianas" (Inf. 3).

• Teoria: Estrutura cognitiva de partida (Sulmont, 2022). “Âncora para novas aprendiza-

gens” (López, 2009, p.5).

• Pesquisadora: Ignorar os conhecimentos prévios é o erro mais comum no ensino tra-

dicional.

15. Pensamento crítico

• Docentes: "Promovemos o questionamento fundamentado" (Inf. 1). "Debates baseados

em evidências" (Inf. 5).

• Teoria: “Estratégias e representações mentais que as pessoas utilizam para resolver pro-

blemas, tomar decisões e aprender novos conceitos” (Shaw, 2014, p.66). "Competência

cidadã essencial" (Benzanilla et al., 2018, p.90).

• Pesquisadora: Habilidade-chave para enfrentar os desafios do século XXI.

16. Avaliação da aprendizagem

•  Docentes: "Combinamos avaliações formativas e somativas" (Inf. 4). "Valorizamos pro-

cessos, não apenas produtos" (Inf. 3).

•  Teoria: "Enfoque integral do currículo" (Amengual, 1989, p.31). "Orientada para a mel-

horia" (González, 1999, p.36).

•  Pesquisadora: A avaliação tradicional não mede competências científicas autênticas.

Depois de analisadas as categorias anteriores, chegou-se à teorização na qual se propôs que

a formação de competências científicas e investigativas no Ensino Médio Geral requer uma

práxis educativa fundamentada em modelos pedagógicos ativos que transcendam a aborda-

gem transmissiva tradicional (Flórez, 1999).

Nesse sentido, os professores de ciências naturais utilizam a ABP como estratégia central para

desenvolver competências científicas e investigativas. Essa abordagem, caracterizada pelo tra-

balho com problemas reais, fomenta a participação dos estudantes, o desenvolvimento do

pensamento crítico e a colaboração em equipe (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores

de Monterrey, 2010). Segundo Marra et al. (2014), a ABP permite aos estudantes aplicar con-

hecimentos científicos a situações autênticas, reforçando sua motivação e capacidade de trans-

ferência para contextos cotidianos.

Além disso, é complementada por atividades lúdicas, como jogos didáticos, que criam um am-

biente de aprendizagem dinâmico e favorecem o desenvolvimento cognitivo, emocional e

social (Mazabuel, 2016). No entanto, para uma compreensão profunda das competências, são

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

38 Carmen Eloísa Sánchez Molina

incorporadas técnicas de argumentação científica, essenciais para o raciocínio crítico e a cons-

trução colaborativa do conhecimento (Ribera de Parada, 2007; Eggen e Kauchak, 2015).

Os professores implementam a aprendizagem colaborativa para desenvolver competências

científicas, baseada em interações "face a face" (Johnson et al. 1994). Essa metodologia fomenta

a troca de conhecimentos, habilidades sociais e trabalho em equipe, essenciais para a ciência

como prática coletiva (Bunge, 2014). Segundo Roselli (2016), a colaboração promove respon-

sabilidade compartilhada e construção conjunta de soluções. Os projetos colaborativos pre-

param os estudantes para resolver problemas reais (Rivera de Parada, 2004), desenvolvendo

pensamento crítico e competências investigativas por meio do trabalho interdisciplinar (Vaillant

e Manso, 2019).

A aprendizagem experiencial promove competências científicas por meio de atividades práticas

como dissecações em laboratório, onde os estudantes "observam diretamente a anatomia ce-

rebral" (Inf. 2). Segundo a Universidad del Desarrollo (2021), essa abordagem implica aplicar

conhecimentos em contextos reais, fortalecendo o pensamento crítico e a autonomia. Kolb

(1984) destaca seu ciclo de observação-reflexão-experimentação, que facilita a compreensão

profunda e aplicação prática de conceitos científicos. Os professores relatam maior motivação

estudantil e desenvolvimento de habilidades investigativas quando os alunos são protagonistas

ativos da própria aprendizagem (Inf. 5).

A aprendizagem significativa fundamenta-se em conectar conhecimentos prévios com novos

(Tekman, 2021), permitindo aos estudantes compreender e aplicar conceitos científicos em con-

textos reais. Professores utilizam estratégias como projetos e debates para fomentar o pensa-

mento crítico (Inf. 2). Essa abordagem desenvolve competências investigativas e consciência

socioambiental (Inf. 4). Complementarmente, o construtivismo (Le Moigne em Perraudeau,

2001) promove aprendizagem ativa por meio da ABP e de projetos interdisciplinares (Inf. 5),

nos quais os estudantes constroem conhecimento colaborativamente (Rosillo, 2018; Mamani,

2017).

Alguns professores utilizam estratégias lúdicas a partir da abordagem sociocultural (Vygotsky,

2009), fomentando a interação e a aprendizagem colaborativa em ciências naturais (Inf. 4). No

entanto, persiste um modelo transmissivo tradicional, centrado no professor e nos conteúdos

(Flórez, 1999). Outros professores, sem formação na área, priorizam avaliações quantitativas,

negligenciando o aspecto didático. Os modelos baseados em competências científicas buscam

desenvolver habilidades investigativas por meio da exploração e da prática (Inf. 2), enquanto o

construtivismo promove experimentação direta para estimular a curiosidade e a autonomia (Inf.

3).

Por outro lado, o professor deve assumir um "papel de mediador" (Vygotsky, 2009; Tebar 2009),

fomentando a autonomia e a aprendizagem significativa por meio de atividades práticas (Inf.

3). Enquanto alguns adotam uma abordagem tradicional baseada na memorização e na ava-

liação comportamental (Flórez 1999, Novak e Gowin 1988), outros promovem o construtivismo,

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facilitando experiências investigativas (laboratórios, projetos) que desenvolvem habilidades cien-

tíficas (Dewey, 1960). A aprendizagem por descoberta exige que o estudante selecione e analise

informações ativamente (Novak e Gowin, 1988), enquanto o professor orienta por meio de ava-

liação formativa e perguntas-chave para uma aprendizagem significativa.

O uso de estratégias pedagógicas inovadoras, como a inteligência artificial (IA), promove ha-

bilidades científicas e investigativas por meio da aprendizagem ativa e personalizada (Inf. 4). A

IA permite simulações e análise de dados, promovendo o pensamento crítico e a interdiscipli-

naridade. Outras técnicas incluem: (a) Brainstorming (Cirigliano e Villaverde, 1981; Pimienta,

2008), que estimula a criatividade por meio de ideias livres e estruturadas. (b) Apresentações

orais (Castro, 2017), nas quais os estudantes organizam e comunicam conhecimentos científicos.

biente colaborativo. (d) Formulação de perguntas (Inf. 6), essencial para desenvolver o pensa-

mento crítico e a investigação científica. (e) Resolução de problemas (Inf. 4), aplicando

conhecimentos teóricos em contextos reais. (f) Conversatórios (Centro de Investigaciones y Ser-

vicios Educativos, s.f), promovendo o diálogo reflexivo. (g) Debates (Cirigliano e Villaverde, 1981;

Pimienta, 2008), incentivando a argumentação e a participação (Inf. 4, 5 e 6).

Quanto à categoria axial avaliação da aprendizagem em ciências naturais, esta adota um caráter

formativo e processual, permitindo aos docentes identificar desvios e ajustar estratégias peda-

gógicas (Flórez, 1999; Amengual, 1989). A avaliação formativa, destacada nos testemunhos do-

centes (Inf. 5 e 6), proporciona feedback em tempo real, facilitando a melhoria contínua.

Stefflebeam (1987) enfatiza seu papel como guia para a tomada de decisões, enquanto a ava-

liação somativa (Camilloni, 1998) certifica aprendizagens e competências científicas, integrando

hipóteses, experimentação e análise (Inf. 5).

A avaliação processual (Alves e Acevedo, 1999) valoriza desempenho, atitude e rendimento

(Estévez, 2000), transcendendo os resultados finais. Técnicas como a observação (registros ane-

dóticos, escalas de estimativa) permitem avaliar habilidades práticas e colaborativas (Inf. 2, 4 e

6), embora exijam cuidado para evitar vieses subjetivos. Instrumentos como diários descritivos

(Inf. 5) e listas de verificação otimizam a objetividade.

Por outro lado, a partir de uma perspectiva integradora e como síntese, propõe-se que as com-

petências científicas e investigativas constituem um pilar fundamental na formação educacional

contemporânea, integrando dimensões cognitivas, procedimentais e atitudinais. A partir de

uma perspectiva construtivista (Vygotsky, 1978; Piaget, 1968), essas competências transcendem

a mera aquisição de conhecimentos, promovendo habilidades essenciais para a análise crítica

e a resolução de problemas complexos. As competências cognitivas envolvem a capacidade de

analisar, compreender, interpretar e explicar conceitos ou fenômenos científicos. Estas com-

preendem:

•Argumentação científica. A capacidade de estruturar raciocínios baseados em evidências,

fundamental na comunicação de descobertas e na refutação de ideias. “É quando se

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

40 Carmen Eloísa Sánchez Molina

propõe um argumento que se dá uma razão para pensar que sua conclusão é verda-

deira” (Iacona, 2018 p. 65). “É a capacidade de formular perguntas, experimentar e co-

municar suas descobertas de maneira eficaz" (Inf. 5); é uma competência central no

processo científico, pois fomenta uma comunicação estruturada que sustenta as con-

clusões com evidências sólidas.

•Compreensão de conceitos científicos. É uma habilidade essencial na formação e no de-

senvolvimento de competências investigativas, pois implica não apenas a memorização

de informações, mas também a capacidade de entender e relacionar diferentes concei-

tos entre si. De acordo com Pérez (2008, p. 76), é uma “construção teórica que tem

como objetivo prever a ocorrência de acontecimentos ou resultados experimentais e

explicar fatos que já aconteceram”.

•Explicar fenômenos ou fatos cientificamente. “O fato existe ou está à disposição do pes-

quisador antes da construção da teoria que pretende explicá-los” (Díaz et al., 2005, p.

101), o que implica que a realidade observável deve ser interpretada mediante a inte-

gração de diferentes enfoques e teorias.

•Hipóteses. Isto implica a capacidade de fazer previsões fundamentadas, baseadas no

conhecimento científico e na observação de padrões, ou seja, aprender a planejar “os

problemas que surgem por meio da análise da relação entre o conhecimento teórico e

o empírico” (Díaz et al., 2005, p. 100).

•Pensamento crítico. É a capacidade de responder aos problemas do entorno (Guzmán

et al., 2019).

•Interpretar dados e evidências de maneira crítica. Consiste em avaliar as informações ob-

tidas para extrair conclusões válidas e fundamentadas.

Por outro lado, têm-se as competências procedimentais que integram habilidades práticas es-

senciais para a investigação científica, como a indagação. Essas competências fomentam a apli-

cação do método científico em contextos reais, desenvolvendo observação, análise crítica e

resolução de problemas (Inf. 2). A experimentação ativa — como o estudo de arcos reflexos

em anfíbios (Inf. 6) — consolida aprendizagens significativas ao vincular teoria e prática (Inf. 2),

preparando os estudantes para os desafios científicos contemporâneos.

Essas competências constituem: (a) Construir e avaliar projetos ou protótipos: implica aplicar

conhecimentos científicos para criar e melhorar modelos ou dispositivos experimentais. Através

dessas atividades, oferece-se a oportunidade de "projetar soluções criativas e eficazes" (Inf. 4)

que respondem a problemas contemporâneos. (b) Investigação: é um pilar fundamental na

educação científica, pois impulsiona os estudantes a explorar, questionar e descobrir o mundo

que os rodeia.

Em relação às competências atitudinais, este grupo inclui as competências que promovem o

desenvolvimento de atitudes fundamentais para o trabalho científico. Entre elas, destacam-se:

(a) Desenvolver a curiosidade e o pensamento crítico: “fomentar a curiosidade e o pensamento

crítico é essencial para que os estudantes compreendam e interiorizem as competências cien-

tíficas e investigativas” (Inf. 2). (b) Investigar, avaliar e utilizar informações científicas: implica a

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atitude de busca constante por conhecimento, bem como a capacidade de discernir entre fon-

tes de informação válidas e inválidas. “É necessário identificar e resolver problemas no contexto

real para enfrentar problemáticas reais” (Inf. 3).

Cabe destacar que o desenvolvimento de competências científicas transcende a mera aquisição

de conhecimentos, integrando dimensões cognitivas, procedimentais e atitudinais. A partir de

uma abordagem construtivista, fomenta-se o pensamento crítico (análise, avaliação e síntese

de informações), a argumentação científica (estruturação de ideias com base em evidências) e

a investigação (formulação de hipóteses e design experimental). Essas competências promovem

habilidades metacognitivas e a resolução de problemas complexos mediante uma abordagem

interdisciplinar. Além disso, atitudes como a curiosidade, o compromisso ético e a criatividade

são essenciais para aplicar o conhecimento científico em contextos reais, reforçando a conexão

entre teoria e prática. A comunicação eficaz (oral, escrita e digital) completa este perfil, asse-

gurando a transferibilidade do saber.

Conclusões

Ao término deste artigo, conclui-se que os referenciais teóricos analisados ressaltam a ne-

cessidade de transitar de um modelo educacional tradicional para um modelo interdisciplinar,

centrado no desenvolvimento de competências científicas e investigativas. As teorias cons-

trutivistas (Piaget, Vigotsky, Ausubel) e os modelos ativos (investigação, descoberta) fornecem

ferramentas para projetar práticas pedagógicas que promovam a curiosidade, o pensamento

crítico e a aplicação do conhecimento em contextos reais. A integração dessas perspectivas,

juntamente com estratégias didáticas inovadoras, pode transformar as salas de aula em es-

paços onde os estudantes não apenas aprendem ciência, mas pensam e agem como cien-

tistas.

Do mesmo modo, conclui-se que a práxis educativa em competências científicas e investiga-

tivas se sustenta em modelos pedagógicos ativos, como a aprendizagem baseada em pro-

blemas e por projetos, que promovem a aplicação do conhecimento em contextos reais.

Essas metodologias, juntamente com estratégias como o debate e a discussão em grupo,

promovem o pensamento crítico e a construção colaborativa do saber. A avaliação formativa,

com feedback contínuo e critérios claros, assegura uma aprendizagem significativa e adap-

tativa. A integração dessas abordagens no ensino — centrado no estudante — enriquece o

processo educativo, preparando os alunos para desafios acadêmicos e profissionais com fe-

rramentas analíticas, criativas e colaborativas.

Finalmente, conclui-se que as competências científicas e investigativas se articulam em três

dimensões-chave: (a) Cognitiva (pensamento crítico, argumentação baseada em evidências

e compreensão interdisciplinar de fenômenos, fundamentada em teorias como as de Piaget

e Vygotsky). (b) Procedimental (investigação, interpretação de dados e construção de protó-

tipos, sob a abordagem "aprender fazendo" de Bruner e Dewey). (c) Atitudinal (curiosidade

como motor da aprendizagem e ética científica).

Competências científicas e investigativas dos estudantes a partir de uma

perspectiva interdisciplinar no ensino médio geral

42 Carmen Eloísa Sánchez Molina

Essas competências, integradas ao Ensino Médio Geral, formam cidadãos capazes de resolver

problemas complexos, inovar e assumir responsabilidades em um mundo interconectado,

combinando rigor científico com criatividade e consciência social.

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