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Introdução
O termo “Ansiedade às Ciências” (AC) foi utilizado pela primeira vez por Mallow (1978) a partir de sua percepção de que vários estudantes eram bem-sucedidos em outras áreas do conhecimento, inclusive em matemática, mas apresentavam dificuldades de aprendizagem nas disciplinas de Ciências, e esses mesmos estudantes evitavam fazer cursos universitários na área de ciências. O termo descreve o medo, desconforto, ou aversão que estudantes e a sociedade em geral apresentam em relação a conceitos científicos, aos cientistas, e a atividades relacionadas à ciência (Mallow, 1981). De maneira semelhante à Ansiedade à Matemática (cf. Ashcraft, 2002; Fassis et al., 2014), a AC parece apresentar correlação inversa com o desempenho escolar em Ciências (Czerniak & Chiarelott, 1984), sugerindo que ou altos níveis de AC podem limitar o desempenho escolar, ou que o baixo desempenho em Ciências pode ser ansiogênico.
A AC é um fenômeno multifatorial com causas multivariadas (Mallow, 2006). Expectativas e crenças de professores, família, e sociedade em geral acerca da relação entre ciência e genialidade (i.e., de que o talento “necessário” para fazer ciência é dado a somente algumas poucas pessoas) podem contribuir para uma percepção de que estudar Ciências é “difícil”. Além disso, uma educação “bancária”, em que o raciocínio crítico e analítico é desprezado, e a memorização é a forma mais usada (Silva et al., 2017), pode gerar atitudes e sentimentos negativos quando estudantes são confrontados com a realidade da Ciência (Mallow, 2006). Disparidades de gênero também foram relatadas na literatura (Czerniak & Chiarelott, 1984; Udo et al., 2004). Vários elementos podem estar associados a essa disparidade. Dentre eles, destaca-se o tratamento dado as meninas no ambiente familiar e escolar, visto que, os resultados desse tratamento podem produzir um efeito em grau menos ou mais elevado de AC, o que pode impactar de maneira positiva ou negativa na aprendizagem a ciências. Meninas educadas em famílias que tratam as filhas mulheres sem discriminação em relação aos filhos homens tendem a seguir a carreira cientifica com mais facilidade que meninas que foram criadas em famílias nas quais os papéis de gênero são discriminados desde a infância (Mallow, 1986).
O Science Anxiety Questionnaire (Czerniak & Chiarelott, 1984; Mallow, 1986, 19, 1994; Udo et al., 2001, 20, 2004) é um instrumento de 40 itens tipo-Likert com afirmações sobre situações que envolvem o ensino de Ciências (por exemplo, “Enchendo um balão até o tamanho correto para uma experiência sobre o ar”) ou que envolvem situações análogas, mas não relacionadas ao ensino de Ciências (por exemplo, “Enchendo o pneu de sua bicicleta”). Czerniak e Chiarelott (1984) aplicaram análise fatorial exploratória e descreveram quatro fatores principais em uma amostra de estudantes do ensino fundamental estadunidense; os autores descreveram esses fatores como representando aplicação direta de princípios científicos; testagem; desempenho em frente de outras pessoas ao realizar atividades relacionadas às Ciências; e aplicação geral os princípios científicos.
No Brasil, não existem instrumentos específicos para avaliar a Ansiedade às Ciências. Construtos aproximados vêm sendo utilizados na pesquisa da educação – em particular o construto da Ansiedade à Matemática (Mendes & Carmo, 2014; Moura-Silva, 2019; Moura-Silva et al., 2020). Dessa maneira, propomos uma tradução e validação transcultural do instrumento criado por Czerniak e Chiarelott (1984). Os itens da tradução resultante foram analisados em termos de confiabilidade, ajuste sensível a valores extremos (calculado através de análise de Rasch), e exclusividade e adequação à análise fatorial exploratória, produzindo um instrumento com 36 itens tipo-Likert e escore total com distribuição normal.
Método
Participantes
82 estudantes de primeiro a terceiro anos das Escolas Estaduais de Ensino Médio Professora Deuzuita Pereira de Queiroz e Maria Benta Oliveira de Sousa, localizadas no município de Redenção, no estado do Pará, responderam à Escala de Ansiedade às Ciências. 76% dos participantes eram do sexo feminino, e 24% do sexo masculino. 59% dos participantes se identificavam como pardos, 16% como pretos, e 26% como brancos. Participantes com mais de 18 anos de idade não foram considerados para o estudo. Todos os participantes assinaram Termo de Assentimento, e seus responsáveis legais assinaram Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. O protocolo de pesquisa foi avaliado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Instituto de Ciências da Saúde da Universidade Federal do Para, e autorizado sob o CAAE 52187321.5.0000.0018.
Tradução do instrumento
A Escala de Ansiedade às Ciências foi traduzida e adaptada dos itens apresentados por Czerniak e Chiarelott (1984) pelos dois autores desse manuscrito. Após tradução, os itens foram apresentados a três juízes para avaliação da qualidade da tradução: um especialista em métodos quantitativos na pesquisa em Ensino de Ciências, e dois especialistas em psicometria. Itens que foram avaliados como inadequados para medir o construto “Ansiedade às Ciências” foram adaptados e retornados aos juízes, até que a adequação do item fosse apontada. A primeira versão da tradução contém 40 itens em escala tipo-Likert de 5 pontos, com situações que envolvem o ensino de Ciências (por exemplo, “Enchendo um balão até o tamanho correto para uma experiência sobre o ar”) ou que envolvem situações análogas, mas não relacionadas ao ensino de Ciências (por exemplo, “Enchendo o pneu de sua bicicleta”). As possibilidades de resposta são “Muito calmo”, “Bastante calmo”, “Neutro”, “Um pouco nervoso”, e “Muito nervoso”.
Análise de confiabilidade
Antes de proceder à análise de confiabilidade, itens faltantes foram substituídos pela mediana das respostas ao item para todos os participantes. A confiabilidade interna da escala foi avaliada através do índice α de Cronbach (1951). A adequação dos itens para a escala foi avaliada calculando-se a correlação entre as respostas de todos os participantes ao item e as respostas de todos os participante ao resto da escala (correlação item-resto). Além disso, o α de Cronbach foi recalculado para a escala após a retirada de cada um dos itens.
Remoção de itens
Considerando que o instrumento apresenta diversos itens que explicitamente não se referem a AC, tomamos uma posição liberal e assumimos que a correlação item-resto mínima para retenção de um item seria de 0,3 (Zijlmans et al., 2018). Além disso, a remoção de itens também dependeu da confiabilidade da escala recalculada a partir de sua remoção (itens que não afetassem a confiabilidade em mais de 5% foram considerados candidatos à remoção) e do ajuste sensível a valores extremos na análise de Rasch. Um modelo de Rasch foi aplicado através de máxima verossimilhança conjunta, com quatro passos (um a menos do que o número de categorias possíveis de respostas aos itens da Escala de Ansiedade às Ciências). Os resultados foram apresentados como a média da medida, a dificuldade do item, e o erro-padrão da dificuldade, bem como escores de ajuste (ajuste ponderado por informação [InFit] e ajuste sensível a valores extremos [OutFit]). A análise de Rasch foi realizada através dos pacotes mixRasch (Willse, 2014) e snowRMM (Seol, 2020), ambos no software jamovi. Seguindo Boone (2016), itens com ajuste sensível a valores extremos (OutFit) maiores do que 1,3 foram considerados para eliminação. Assim, um item foi retirado quando a correlação item-resto estava abaixo de 0,2, o OutFit fosse maior do que 1,2, e sua retirada não afetasse na confiabilidade em mais de 5%.
Análise fatorial exploratória
Após a remoção dos itens inadequados, procedeu-se à análise fatorial exploratória. Antes dessa etapa, a adequação da amostra para análise fatorial foi testada através do índice de Kaiser-Meyer-Olkin (Kaiser, 1970), com valores superiores a 0,5 considerados como apropriados para análise fatorial (Hair et al., 1995). Procedemos então à análise fatorial exploratória, usando modelo de extração por eixo principal e rotação oblimin, assumindo portanto a possibilidade de correlação entre fatores, com número de fatores definidos a partir de análise paralela. Itens com estatística de adequação de amostra (estatística de Kaiser-Meyer-Olkin) menor do que 0,6 foram removidos do instrumento.
Resultados
A primeira versão da tradução da Escala de Ansiedade às Ciências apresentou boa confiabilidade (α=0,9). A análise dos itens pode ser encontrada na Tabela 1. Após a aplicação dos critérios, os itens 8 (“Visitando um museu de ciências”) e 9 (“Ser convidado a explicar um tópico na aula de Ciências”) foram retirados, resultando em uma Escala de Ansiedade às Ciências com 38 itens.
Tabela 1 Análise dos itens da Escala de Ansiedade às Ciências traduzida
A análise fatorial exploratória (extração por eixo principal com rotação oblimin, fatores retidos por análise paralela) revelou três fatores principais (Tabela 2). Os fatores capturam 12,57%, 11,98%, e 6,9% da variação dos escores, acumulando um total de 31,45% da variação explicada. A correlação do primeiro fator com o segundo e o terceiro foi mediana (r2=0,4 para a correlação com o segundo fator, 0,29 para a correlação com o terceiro fator), e a correlação entre o segundo e o terceiro fatores foi baixa (r2=0,17). Após a análise, os itens 2 (“Quando alguém te observa quando você está fazendo uma experiência”), 5 (“Consultando o livro de Ciências para sua aula”), 6 (“Misturando água fervente e gelo para conseguir que a água chegue à temperatura certa para uma experiência”), 17 (“Fazendo uma pergunta ao professor durante a aula de Ciências”), 20 (“Acendendo uma churrasqueira”), e 36 (“Trocando uma lâmpada queimada”) foram removidos.
Tabela 2 Análise fatorial exploratória da Escala de Ansiedade às Ciências traduzida
O Quadro 1 apresenta os itens retidos organizados por fator. Os itens do fator 1 parecem representar principalmente situações de avaliação (provas e testes), bem como situações de aplicação direta de conceitos científicos. Os itens do fator 2 parecem representar principalmente situações que exigem a aplicação geral os conceitos científicos. Os itens do fator 3 parecem representar principalmente situações de desempenho em frente de outras pessoas ao realizar atividades relacionadas às Ciências. A análise de Rasch sugere que os itens do fator 3 apresentaram menor dificuldade, seguidos dos itens do fator 1 e do fator 2. Por outro lado, os escores dos itens do fator 1 foram mais altos do que os dos outros fatores.
Quadro 1 Itens retidos da Escala de Ansiedade às Ciências separados por fator
| Fator 1 | Fator 2 | Fator 3 | |
|---|---|---|---|
| Itens | 39 - Pensando sobre a prova de Ciências uma hora antes dela acontecer | 25 - Ouvindo o professor falar em uma aula de Ciências | 31 - Mostrando para seus pais a nota de Ciências no boletim |
| 35 - Pensando sobre a prova de Ciências um dia antes dela acontecer | 16 - Resfriando uma pia de água quente até a temperatura certa para poder lavar pratos | 27 - Mostrando para seus pais a nota da prova de Ciências | |
| 15 - Respondendo a um teste de ciências | 40 - Enchendo o pneu de sua bicicleta | 29 - Escrevendo um relatório para a aula de Ciências | |
| 23 - Memorizando os nomes dos corpos celestes para uma prova de Ciências | 32 - Ajustando o foco da câmera para tirar uma foto de seus amigos | 14 - Mostrando a um colega de turma os resultados da sua experiência | |
| 19 - Memorizando os nomes das partes do corpo para uma prova de Ciências | 28 - Explicando a um amigo algo que você leu em uma revista ou site sobre Ciências | 33 - Lendo o seu relatório em voz alta para um colega | |
| 22 - Descobrindo como conectar uma lâmpada em uma experiência sobre eletricidade | 12 - Medindo uma xícara de açúcar para fazer bolo | 7 - Estudando para uma prova sobre a Terra | |
| 11 - Fazendo uma prova de Ciências | 38 - Enchendo um balão até o tamanho correto para uma experiência sobre o ar | ||
| 26 - Adicionando uma pequena quantidade de algum pó químico a um líquido em uma experiência | 4 - Planejando uma refeição bem balanceada para o lanche | ||
| 30 - Seguindo as instruções de uma experiência | 1 - No início da aula de Ciências | ||
| 37 - Respondendo a perguntas sobre a sua leitura de um capítulo do livro de Ciências | 10 - Usando um termômetro para medir a temperatura da água em uma experiência | ||
| 13 - Ser chamado para responder a uma pergunta na aula de ciências | 21 - Fazendo uma tarefa de casa da aula de Ciências | ||
| 18 - Pesando algo para usar em uma experiência | 3 - Estudando para uma prova de Ciências | ||
| 34 - Ajustando o foco de um microscópio | |||
| 24 - Seguindo os passos necessários para construir um modelo | |||
| Dificuldade média dos itens1 | -0,36±0,7 | 0,69±0,31 | -0,02±0,46 |
| Escore médio dos itens1 | 3,34±0,53 | 2,22±0,30 | 2,91±0,44 |
1 Valores obtidos por análise de Rasch.
Escores obtidos a partir da soma simples dos itens remanescentes produziram dados com distribuição normal (Shapiro-Wilk, W=0,99, p=0,887; Figura 1), com leve assimetria para a direita (curtose = -0,24±0,53, assimetria = -0,15±0,27). Para a amostra analisada, a média de escores foi de 98,33±1,88, e pontos de corte puderam ser estabelecidos a partir do primeiro quartil (valores abaixo de 84,25) e do último quartil (valores acima de 109).
Discussão
No presente trabalho, apresentamos uma tradução e validação transcultural da Escala de Ansiedade às Ciências, um instrumento produzido para avaliar um construto que descreve o grau de aversão de um indivíduo – em especial estudantes – em relação a conceitos e princípios científicos, a cientistas, e a atividades relacionadas às Ciências como um todo. Os itens da Escala proposta por Czerniak e Chiarelott (1984) foram traduzidos, e a tradução avaliada por três juízes. Após essa avaliação, a escala foi aplicada em 84 estudantes do Ensino Médio de duas escolas do Pará, e as respostas avaliadas em termos de confiabilidade, dificuldade, e adequação à análise fatorial. Uma versão reduzida da Escala, com 32 itens, é proposta.
Czerniak e Chiarelott (1984) propuseram um instrumento para avaliação da AC com quarenta itens, testando quatro áreas diferentes: situações de teste/avaliação, situações de práticas e experimentos de laboratório, situações de sala de aula, e aplicações de conhecimentos científicos no cotidiano. O instrumento apresentou boa confiabilidade, e, após análise fatorial, quatro fatores principais foram identificados em uma amostra de estudantes do ensino fundamental estadunidense: aplicação direta de princípios científicos; testagem; desempenho em frente de outras pessoas ao realizar atividades relacionadas às Ciências; e aplicação geral os princípios científicos.
O presente estudo, realizado com uma amostra menor de estudantes do Estado do Pará, adaptou a escala, alcançando boa confiabilidade. A análise fatorial exploratória aplicada no presente estudo identificou três fatores ao invés de quatro; o fator 1 identificado no presente estudo parece agregar os dois primeiros fatores identificados no estudo de 1984 (aplicação direta de princípios científicos e testagem).
É comum que amostras diferentes produzam estruturas fatoriais diferentes; além disso, os métodos de extração e rotação de fatores utilizados no presente estudo diferem do estudo de Czerniak e Chiarelott (1984), que utilizaram análise de componentes principais com rotação varimax. O método de extração por eixo principal utilizado no presente trabalho – semelhante ao método de componentes principais – busca explicar as correlações entre os itens através da variância comum; entretanto, a análise de componentes principais assume ausência de erro de mensuração, enquanto a extração por eixo principal usa as comunalidades para explicar a variância, e portanto assume a possibilidade de erro. Além disso, a rotação oblimin permite que os fatores apresentem correlação entre si (Kahn, 2006; Worthington & Whittaker, 2006). Dessa maneira, o método de análise fatorial utilizado no presente trabalho é mais adequado para o tipo de variáveis comumente identificadas na pesquisa educacional e na área da Psicologia da Educação (Kahn, 2006; Worthington & Whittaker, 2006).
A análise de Rasch corrobora a hipótese de que o fator 1 descrito na análise fatorial exploratória representa itens mais diretamente associados à AC relacionada à avaliação, dado que as respostas dos participantes a esses itens apresentaram, em média, menor dificuldade e maiores escores do que as respostas aos itens de outros fatores. Assim, o fator 1 parece capturar as situações mais ansiogênicas do processo de ensino de Ciências, incluindo avaliações e testes e atividades práticas de laboratório. O fator 3 também apresenta escores relativamente elevados, refletindo o caráter moderadamente ansiogênico de desempenho em frente de outras pessoas ao realizar atividades relacionadas às Ciências.
Assim, o presente trabalho apresenta uma avaliação psicométrica preliminar da Escala de Ansiedade às Ciências, proposta com 32 itens tipo-Likert e três fatores. O instrumento apresentou boa confiabilidade e características psicométricas adequadas para a avaliação da AC, fornecendo portanto uma nova técnica para pesquisa dos fatores atitudinais relacionados ao ensino de Ciências, seus determinantes sociais, e suas relações com a aprendizagem.
