Em termos gerais, a compreensão que um estudante tem sobre a ciência e o empreendimento científico pode vir tanto de atividades promovidas em situações didáticas, como de experiências informais como navegar na internet, assistir filmes ou programas de televisão, ler livros ou visitar museus e exposições. Por vezes, os livros didáticos apresentam mensagens explícitas sobre a natureza da ciência, outras vezes são os professores que enfatizam aspectos concretos sobre os processos científicos durante o trabalho de laboratório e nas discussões em sala de aula. No entanto, muitas mensagens sobre a natureza da ciência são transmitidas implicitamente, tanto pelos livros quanto pelos professores.
Para assegurar que os estudantes tenham êxito na aprendizagem sobre a natureza da ciência, Hodson (1994) propõe converter o implícito em explícito, fazendo com que os
alunos realizem suas próprias investigações. Ao examinar e interpretar os resultados dessas investigações, eles são capazes de traçar paralelos significativos entre a compreensão pessoal que tinham antes de iniciar a atividade e o conhecimento científico que desenvolveram a partir dela. É importante que o aluno analise, estude e pense criticamente sobre o conhecimento que construiu a respeito de determinado fato ou fenômeno para que tenha consciência da validade desta construção.
A compreensão da natureza da ciência, porém, não é natural e necessita ser aprendida. A investigação científica feita pelo aluno é importante, mas não basta para que ele consiga entender a natureza da ciência. É preciso reflexão epistemológica para compreender como a ciência é construída, o que pode ser feito com o uso de uma abordagem histórica e sociológica da ciência. Ao admitir que a ciência é influenciada por considerações socioeconômicas, culturais, políticas, éticas e morais, o aluno estabelece uma distinção entre as teorias que têm por objetivo explicar fenômenos e os modelos que têm por objetivo realizar predições e estabelecer medidas de controle. Ao ter consciência de como a ciência se estrutura e organiza, o aluno pode compreender o saber científico como construído historicamente.
A discussão de fatos históricos da ciência pode tornar-se uma boa ocasião para que os alunos sejam apresentados a importantes questões sobre a interpretação de descobertas e realizações científicas. De acordo com Matthews (1995) o ensino de ciências tem-se dedicado a fazer o aluno pensar cientificamente, ignorando suas dificuldades em transpor o estágio da experiência direta e sensorial para o mundo idealizado e teórico que caracteriza a ciência atual. Essa dificuldade poderia ser solucionada por uma pedagogia capaz de “produzir uma história simplificada que lance uma luz sobre a matéria, mas que não seja uma mera caricatura do processo histórico” (idem, p. 177). Matthews (1995) ilustra esse fato, com a discussão entre Galileu e Guilobaldo del Monte sobre a oscilação pendular, que exige uma mudança no modo de pensar da ciência aristotélica, empírica, em que os fenômenos são explicados por sua manifestação imperfeita em um mundo real, para a ciências ideal e matemática da Revolução Científica. A dificuldade de del Monte em romper epistemologicamente com o mundo real é a mesma enfrentada por muito alunos que renunciam “ao seu próprio mundo por ser uma fantasia”, ou renunciam “ao mundo da ciência pela mesma razão” (idem, p. 184).
Ignorar a história, filosofia e sociologia da ciência no ensino é resultado de uma abordagem incompleta, que não apresenta o lado humano da investigação científica, com seus erros e acertos. Nessa perspectiva, contextualizar implica o estudo da ciência e da tecnologia a partir da construção histórica do conhecimento científico e não apenas a partir
da inserção de temas cotidianos. A contextualização, para Matthews (1995) deve registrar as mudanças de paradigmas por que passa o pensamento humano e os dilemas éticos e metafísicos daqueles que se dedicam a teorizar sobre a natureza. Os projetos e currículos que adotaram a inserção da perspectiva histórica, política e sociológica mostram resultados positivos como “evitar a evasão de estudantes, atrair mulheres para os cursos de ciências, desenvolver a habilidade do raciocínio crítico e elevar a média de acertos alcançada em avaliações” (idem, p. 171).
Os conhecimentos trabalhados nas escolas, de um modo geral, são fragmentados e descontextualizados, sem relação com cotidiano ou com a própria construção histórica da ciência e suas implicações sociais. Ao discutir como se pode examinar criticamente o conhecimento científico e tecnológico e, ao mesmo tempo, explicar o progresso das ciências, Ramos (2000) defende que o conhecimento das ciências naturais e sociais seja objeto de reflexão crítica por parte de alunos e professores. Para o autor, o conhecimento acumulado por elas, seja como processo investigativo ou como produto histórico, deve ser tratado com os alunos “partindo de questões cotidianas e do mundo da vida, mas não deixando de constituí-los tanto na perspectiva analítica como histórica” (idem, p. 31).
Outra forma de compreender a natureza da ciência é a partir do enfoque Ciência- Tecnologia-Sociedade (CTS), que prioriza o estudo das relações complexas entre a atividade científica, a tecnologia e as questões econômicas e sociais. Fazendo uso deste enfoque, estudantes integram conteúdos científicos e tecnológicos no contexto social, considerando aspectos históricos, éticos, políticos e sócio-econômicos de uma situação problema. Tendo como foco a compreensão da interrelação dos aspectos ligados à ciência, à tecnologia e à sociedade, a valorização da dimensão formativa dos indivíduos e um ensino de ciências mais contextualizado, o movimento Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) tem por objetivo fomentar o estudo de conteúdos científicos a partir da discussão das questões sociais, filosóficas, políticas, econômicas e éticas (ZUIN et al., 2008, p. 57).
De acordo com Santos (2008), desenvolver uma metodologia CTS significa adotar uma prática pedagógica que contextualize e popularize o conhecimento científico e tecnológico pelo seu uso social. Desenvolvendo, simultaneamente, valores estéticos e de sensibilidade nos estudantes, essa forma de promover uma educação científica contribui para uma cultura científica que capacita os estudantes a resolver problemas humanos relacionados ao uso social da tecnociência. Os currículos CTS apresentam como objetivo central preparar os alunos para o exercício da cidadania e caracterizam-se por uma abordagem dos conteúdos científicos no seu contexto social. Tal enfoque educacional justifica-se pelo fato de que “as decisões sobre as aplicações da ciência deveriam passar
por um filtro social” (SANTOS; MORTIMER, 2000, p. 134). Devido ao fato da ciência e a tecnologia estarem tão presentes na vida cotidiana, existe necessidade que as pessoas compreendam seu uso social. É importante, portanto, para o exercício pleno da cidadania que a educação cientifica e tecnológica seja parte da cultura geral a ser apreendida pelas pessoas (CACHAPUZ et al., 2005).
Uma perspectiva semelhante é defendida pela Unesco (2003, p. 17) ao defender que as ciências sociais e humanas possuem um papel importante na “definição do lugar ocupado pela ciência e seu impacto na sociedade”. Ou seja:
Devem ser promovidas uma interação e uma colaboração cada vez mais intensa entre todos os campos da ciência. Trata-se não apenas de analisar os impactos atuais e potenciais da C&T sobre a sociedade, mas também de compreender as influências recíprocas ou, em termos mais precisos, de estudar a ciência, a tecnologia e as interações societárias de forma integrada (UNESCO, 2003, p. 17).
Pode-se, nessa recomendação para o campo científico, fazer uma leitura direcionada para o campo educacional. A interação e a colaboração entre professores de diversas disciplinas escolares, por meio de um trabalho interdisciplinar, podem ampliar a compreensão de como a ciência e a tecnologia impactam a vida social e vice-versa. Esse trabalho docente não deve ficar a cargo de professores de uma determinada disciplina escolar, mas ser promovido em conjunto para a ampliação da cultura científica dos estudantes.