O aspecto relacional que caracteriza as situações reais promove um arranjo complexo emergente. Essa complexidade é inerente a uma sala de aula típica. Diferentes formas de relações fazem emergir estruturações complexas em diferentes níveis de observação e de detecção. Tomando-se um sistema didático como indicador das diferentes dimensões da complexidade, é possível avaliar dois domínios, o interpessoal e o representacional dos alunos, como sistemas complexos adjacentes que se sobrepõem. A influência mútua entre estruturas sociais e processos de compartilhamento de ideias é tema de interesse da pesquisa em educação, uma vez que permite a elucidação das relações entre afiliações aluno-aluno e a formação de consenso sobre temas de ensino. Diante de estruturações relacionais complexas, a escolha de aportes teóricos e de propostas metodológicas, dentro do viés da complexidade, é um desafio. No sentido de superar tal desafio, tomamos uma abordagem que se solidifica em diversas áreas das ciências, nas quais as estruturações complexas são características: a Ciência das Redes. Mais do que apenas método, nesta tese utilizamos as redes também como forma de se pensar a complexidade da sala de aula. Visitando seus fundamentos e sua relação com teorias sistêmicas, elaborarmos usos das redes para a pesquisa educacional. Lançamos mão da Teoria dos Grafos para representar explicitamente arranjos complexos, emergentes da sala de aula. Traçamos um panorama dos usos das redes na pesquisa em educação em ciências e definimos duas frentes de investigação, localizando redes complexas no sistema didático. Numa delas, redes semânticas funcionam como referentes da complexidade das estruturas de Representações Sociais produzidas pelos alunos. Na outra, redes sociais, obtidas por testes sociométricos, são referentes da complexidade do arranjo interpessoal dos alunos. Procedemos um estudo de caso em uma sala de aula de Física do Ensino Médio, agregando redes, tanto sociais quanto semânticas. Então, por uma redução dimensional pudemos analisar a influência da força dos laços interpessoais na formação de consensos acerca de diferentes objetos representacionais. Nossos resultados indicaram uma dimensão prioritária, na qual consensos mais dependentes do peso dos laços sociais se remetem mais a temas intra-escolares. Já os consensos formados sobre temas extra-escolares se mostraram menos dependentes dos laços sociais entre os alunos. Isso apontou a necessidade de se incluir o aspecto estritamente social dos alunos como variável relevante ao processo de compartilhamento de ideias sobre temas da escola.

The relational aspect that characterizes real situations promotes emerging complex sets. In a typical classroom, this inherent complexity is a characteristic factor. From different forms of relationships, complex structures emerge at different levels of observation and detection. Therefore, taking a didactic system as an indicator of different dimensions of classrooms complexity, it is possible to evaluate two domains: the interpersonal and the students representational one. They work as adjacent and overlaping complexities. The mutual influence between social structures and processes of sharing ideas is subject of interest in educational research since it allows one to elucidate relationships between student-student affiliations and emergence of consensus on teaching mathers. However, it is challenging to explore complex relational structures, because it demands both theoretical frameworks and the methodological tools operating within a complexity perspective. In order to overcome this challenge, we borrowed from an approach that is solidified in several fields of science research, in which complex structures are characteristic: the Network Science. More than just a method, in this thesis we use networks also as a way for thinking the complexity of the classroom. We visited some of Network Science foundations, building on different systemic theories arguments for using networks as classrooms research approach. In addition, we took graph theory as a formal way to explicitly represent emerging complex arrangements, such as classroom sets. Through a systematic review, we provide an overview on the use of networks in science education research. It allowed us to define two research strands, locating complex networks in the didactic system. In one hand, semantic network functions as referents for complex structures of social representations, produced by students, in the classroom. In the other hand, social network, gathered from sociometric tests, refers to complexity of interpersonal arrangement. On these two fronts, we proceeded a case study in a high school Physics classroom, aggregating networks, both from social and semantic realms. Then, via a dimensional reduction of variables taken from these two domains, we were able to analyze the influence of interpersonal ties strength and the consensus formation on different representational objects. Our findings indicated a main component in which consensus more dependent on the social ties weights were the ones most related to intra-school themes, while consensus formed on out-of-school themes were less dependent on student-student social ties. This pointed to the need of including students strictly social aspect as a relevant variable of the sharing ideas on school themes process.