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Special issue, vol. 14 , 2013
Teaching science for children
5-6 years old p. 40 Science education in general secondary
school in East-Timor p. 20
JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, p. 1, 2013, ISSN 0124-5481,
www.accefyn.org.co/rec
1
JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION
REVISTA DE EDUCACIÓN EN CIENCIAS
COMMITTEE OF SUPPORT
UNIVERSIDADE FEDERAL DA INTEGRAÇÃO LATINO-AMERICANA, UNILA
Brasil
GRUPO DE
INOVAÇÕES
EDUCACIONAIS EM
CIÊNCIAS
NATURAIS
CNPq, UNILA, Brasil
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE COLOMBIA
Clemencia Bonilla Olano
Aurelio Uson
UNIVERSIDAD DE LA AMAZONÍA
Leonidas Rico Martínez
Alberto Fajardo Olivero
HIGHER COLLEGES OF TECHNOLOGY, UAE
Jace Hargis
LATVIAN UNIVERSITY OF AGRICULTURE
Juris Skujans
Baiba Briede
Anda Zeidmane
UNIVERSITY OF GLASGOW
CENTRE OF SCIENCE EDUCATION
Norman Reid
UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA, Montevideo
Unidad de Enseñanza, Facultad de Ingeniería
COMMITTEE OF ADVISERS
Agustin Adúriz-Bravo, U. de Buenos Aires, Argentina
Colin Bielby, Manchester M. University, UK
Martin Bilek, Univerzity of Hradec Králové, Czech Republic
John Bradley, University of the Witwatersrand, S. Africa
Baiba Briede, Latvian University of Agriculture
Antonio Cachapuz, University of Aveiro, Portugal
Liberato Cardellini, University of Ancona, Italy
Peter Childs, University of Limerick, Ireland
Malcolm Cleal-Hill, Manchester M. University, UK
Mei-Hung Chiu, National Taiwan Normal University
Carlos Corredor, U. Simon Bolivar, Colombia
Murilo Cruz Leal, Universidade Federal de São João Del-Rei, Brasil
Hana Ctrnactova, Charles University, Czech Republic
Onno De Jong, Utrecht University, The Netherlands
Agustina Echeverria, UFG, Brasil
Salman Elyian, Arab Academy College for Education in Israel
Marcela Fejes, Universidade de São Paulo, Brasil
Carlos Furió, U. de Valencia, España
Valentín Gavidia, U. de Valencia, España
Wilson Gonzáles-Espada, Morehead State University, USA
Jenaro Guisasola, U. del País Vasco, España
Muhamad Hagerat, Arab Academy College for Education in Israel
Jace Hargis, Higher Colleges of Technology, UAE
Maria Elena Infante-Malachias, Universidade de São Paulo, Brasil
Ryszard M. Janiuk, U. Marie Curie-Sklodowska, Poland
Alex Johnstone, University of Glasgow, UK
Rosária Justi, Universidade Federal de Minas Gerais, Brasil
Ram Lamba, University of Puerto Rico
José Lozano, Academia Colombiana de Ciencias
Iwona Maciejowska, Jagiellonian University, Poland
Ilia Mikhailov, UIS, Colombia
Marina Míguez, U. de la República, Uruguay
Mansoor Niaz, U. de Oriente, Venezuela
Tina Overton, Physical Science Center, University of Hull, UK
Stelios Piperakis, University of Thessaly, Greece
Sarantos Psicharis, Greek Pedagogical Institute, Greece
Mario Quintanilla, Ponticia Universidad Católica de Chile
Christofer Randler, University of Education, Heidelberg, Germany
Andrés Raviolo, U. Nacional de Comahue, Argentina
Charly Ryan, University of Winchester, UK
Eric Scerri, UCLA, USA
Peter Schwarz, Kassel University, Germany
Carlos Soto, U. de Antioquia, Colombia
Aarne Toldsepp, University of Tartu, Estonia
Zoltan Toth, University of Debrecen, Hungary
Nora Valeiras, U. Nacional de Córdoba, Argentina
Uri Zoller, University of Haifa, Israel
© Fundación Revista de Educación de las Ciencias
UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO
María Falk de Losada
ACADÉMIA COLOMBIANA DE CIENCIAS
Jaime Rodríguez Lara
Director of the Journal
Yuri Orlik
Editorial Board
Alan Goodwin
Education of Science
Jace Hargis
Education of Science
Luz C. Hernández
Education of Science
Charles Hollenbeck
Education of Physics
Yuri Orlik
Education of Chemistry
The Committee of the Special issue,
vol. 14, 2013
Agnaldo Arroio, U. of Sao Paulo, Brasil
Antonio Cachapuz, U. of Aveiro, Portugal
Murilo Cruz Leal, U. Federal de São João Del-Rei, Brasil
Carlos Alberto dos Santos, U. Federal da Integração
Latino-Americana, Brasil
Ricardo Gauche, U. de Brasília, Brasil
Agustina R. Echeverría, U. Federal de Goiás, Brasil
Marcela E. Fejes, U. of São Paulo, Brasil,
Carmen Fernandez, U. of São Paulo, Brasil
Jose Fernandes de Lima, CNE, Brasil
Helder Eterno da Silveira, U. Federal de Uberlândia,
Brasil
Maria Elena Infante-Malachias, U. de São Paulo, Brasil
Rosária Justi, U. Federal de Minas Gerais, Brasil
Maria Elisa Maia, U. de Lisboa, Portugal
Isabel Martins, U. Federal do Rio de Janeiro, Brasil
Fátima Paixão, Polytechnic I. of Castelo Branco, Portugal
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2JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, p. 2, 2013, ISSN 0124-5481,
www.accefyn.org.co/rec
COORDINADORA EDITORIAL
Luz C. Hernández
Asesor contable
Sonia Judith Guevara
ISSN 0124-5481
La Journal of Sceince Education
(Revista de Educación en Cien-sta de Educación en Cien-
cias) no se responsabiliza por las
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Journal of Science Education,
Special issue, vol. 14, 2013
CONTENTS
Procurando a qualidade da educação científica .......................................................................................3
ART AND SCIENCE: IMPROVING SCIENCE TEACHERS´ INTERDISCIPLINARY
COMPETENCES
Arte y ciencia: mejorando las competencias interdisciplinarias de los profesores de ciencias
Cachapuz A. (Portugal) ............................................................................................................................5
USO DE SIMULAÇÕES COMO UMA DINÂMICA DIFERENTE PARA QUEM APRENDE E
PARA QUEM ENSINA: UM ESTUDO DE CASO
Using simulations as a different dynamic to learners and teachers: a case study
Fejes M., Pinheiro Sales M.G., Infante-Malachias M.E. (Brasil) ...........................................................8
AVALIAÇÃO DO CURRÍCULO PORTUGUÊS DE CIÊNCIAS FÍSICAS E NATURAIS: O QUE
PENSAM OS PROFESSORES?
Evaluation of the Portuguese Curriculum of Physics and Natural Sciences: What do teachers think?
Torres J., Vasconcelos C. ( Portugal) .....................................................................................................12
AS REPRESENTAÇÕES MENTAIS DE PROFESSORES DE QUÍMICA EM FORMAÇÃO
CONTINUADA E INICIAL: LIMITES E APROXIMAÇÕES.
Mental representations of chemistry teachers in initial and continuing education: bounds and
approximations.
Gomes Catunda de Vasconcelos F. C., Valéria Campos dos Santos V., Arroio A. (Brasil) ....................16
EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS NO ENSINO SECUNDÁRIO GERAL EM TIMOR-LESTE: DA
INVESTIGAÇÃO À COOPERAÇÃO
Science education in general secondary school in East-Timor: from research to cooperation
Martins I.P. (Portugal) ............................................................................................................................20
MAPEAMENTO CONCEITUAL E O USO DE CONCEITO OBRIGATÓRIO PARA FAZER
AVALIAÇÃO DIAGNÓSTICA DOS CONHECIMENTOS DOS ALUNOS
Concept mapping and the use of compulsory concept to make diagnostic assessment of students’
knowledge
Tolentino Cicuto C.A., Miranda Correia P.R. (Brasil) .........................................................................23
ENSINO ORIENTADO PARA A APRENDIZAGEM BASEADA NA RESOLUÇÃO DE
PROBLEMAS: PERSPETIVAS DE PROFESSORES DE CIÊNCIAS E GEOGRAFIA
Problem-based learning: science and geography teachers’ perspectives
Leite L., Dourado L., Morgado S., Meireles A., Azevedo C., Alves C., Fernandes C., Silva E.,
Cabral E., Pinto E., Osório J., Vale M., Ribeiro M.T. (Portugal) ...........................................................28
APLICAÇÕES DA ROBÓTICA NO ENSINO DE FÍSICA: ANÁLISE DE ATIVIDADES NUMA
PERSPECTIVA PRAXEOLÓGIA
Applications of robotics in the teaching of physics: activities analyzes in a praxiological perspective
Schivani M., Brockington G., Pietrocola M. (Brasil) ............................................................................32
ENSINO DE QUÍMICA E SURDEZ: ANÁLISE DA PRODUÇÃO IMAGÉTICA SOBRE
TRANSGÊNICOS
Teaching of chemistry and deafness: analysis of production of visual representations about transgenic
Canavarro Benite A., Machado Benite C. (Brasil) .................................................................................37
O ENSINO DE CIÊNCIAS PARA CRIANÇAS DE 5-6 ANOS.
Teaching science for children 5-6 years old.
BlasbalgM.E., Arroio A. (Brasil) ..........................................................................................................40
CONDITIONERS OF TEACHING PRACTICE: REPORTS OF A CHEMISTRY TEACHER IN
BASIC PRIMARY EDUCATION IN BRAZIL
Acondicionadores de la práctica docente: informes de una profesora de química en la educación
primaria básica en Brasil
Clemente Urata T., Eterno da Silveir H. (Brazil) ...................................................................................44
UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL PROBLEMATIZADORA PARA O ENSINO DE
COMBUSTÃO
An experimental problematizing approach to combustion teaching
De Barros Arsie E., Caroline Morato Fabricio C., Maciel Guimarães O. (Brasil) ...................................48
REFLEXÃO SOBRE A AÇÃO NA LICENCIATURA EM QUÍMICA: O ESTÁGIO
SUPERVISIONADO COMO ESPAÇO FORMATIVO
Reflection on the action: supervised preservice teachers’ practice as formative space.
Da Costa Garcez E., Carneiro Gonçalves F., Tito Alves L. Flora Barbosa Soares M.,
Araújo da Silva Mesquita N. (Brasil) ....................................................................................................52
Book reviews ...................................................................................................................................................55
2do Foro Mundial de Desarrollo Económico Local ...................................................................................56
Address of the Journal:
e-mail: oen85@yahoo.com
Página WEB con
la Revista Virtual:
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3
JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 3-4, 2013, ISSN 0124-5481,
www.accefyn.org.co/rec
Editorial
Procurando a qualidade da educação científica
A educação em ciências física, química, biologia, ciências da terra e matemática- representa não só uma importante parte da educação
escolar do ensino básico ao superior, mas também uma base de grande importância para o desenvolvimento científico-tecnológico e
cultural das sociedades dos países em que tem lugar. Nos países de fala portuguesa Portugal, rasil entre outros, na escola básica
e universitária, é frequentemente referido o problema da qualidade da educação em ciências, uma situação também comum a muitos
outros países. Tal problema tem variadas razões que não cabe aqui analisar em detalhe. Mas é nosso entendimento que uma leitura
histórica, ainda que sumária, do desenvolvimento da educação em ciências de par com propostas de orientação e estudos concretos sobre
a educação em ciências podem contribuir para a melhoria da qualidade da mesma.
No que respeita a Portugal, apresentar uma leitura histórica sobre o desenvolvimento da educação em ciências em Portugal é tarefa
árdua sobretudo por não existir nenhum estudo sistemático e global sobre o mesmo. Assim sendo, e de modo mais modesto, apresentam-
se algumas notas relevantes com base nas muitas leituras efetuadas sobre documentos dispersos e a experiência pessoal.
Em termos temporais, a génese da educação em ciências como área institucional emergente situa-se no final dos anos 70 do século
XX. O seu início resulta da necessidade de formação de professores do ensino superior para serem responsáveis pela leccionação das
disciplinas de Didácticas e Metodologias de Ensino das diversas ciências experimentais (física, química, biologia e geociências) e
matemática no quadro dos recém-criados cursos de formação inicial de professores, eles mesmo surgindo como resposta institucional à
massificação do ensino não superior resultante da revolução democrática do 25 de Abril de 1974.
É assim que a primeira geração dos futuros cientistas em educação em ciências, cerca de dez, foi para o Reino Unido (RU) e Estados
Unidos da América (EUA) realizar os seus PhDs em centros de science education que, desde os anos 60, aí tinha sido desenvolvida. As
duas áreas então mais procuradas foram a educação em física e a educação em química.
É importante assinalar que, enquanto no RU e nos EUA o desenvolvimento da educação em ciências foi catalisada por programas de
desenvolvimento curricular bem conhecidos, em Portugal foi, como se assinalou, pelas necessidades da formação avançada de formadores.
Uma outra diferença marcante tem a ver com o enquadramento institucional dos investigadores. Com efeito, em Portugal, os docentes/
investigadores estavam (estão), em boa parte, em departamentos de Educação/Formação de Professores. Apesar do tempo ter certamente
diluído os efeitos dessas diferenciações geográficas, um dos traços da organização dos centros de investigação em Portugal foi, e é, o
cruzamento entre a investigação sobre as problemáticas do currículo e a formação de professores de ciências.
Esclarecidos os primórdios da educação em ciências em Portugal e seu enquadramento genérico, é possível caracterizar tentativamente
a sua evolução segundo três fases naturalmente não estanques.
A primeira, designada aqui de fase EMERGENTE, cujo início coincide temporalmente com o acima referido e estende-se até início
dos anos 80, com maior ou menor aprofundamento local devido a diferentes condições institucionais de desenvolvimento dos grupos de
trabalho nas diferentes instituições de ensino superior
Nesta fase, a educação em ciências está focada nos cursos de formação de professores em particular na organização dos currículos
de Didáticas e Metodologias de Ensino das diversas ciências. Estabelecem-se os primeiros contactos formais com as escolas da rede
de ensino. A investigação é ainda incipiente, fragmentada e não autónoma, muitas das vezes por contágio dos centros estrangeiros
responsáveis pela formação dos investigadores pioneiros.
A segunda fase, aqui designada de CONSOLIDAO, abarca um período maior do que a fase anterior e estende-se quase até final dos
anos 90. Como o próprio nome sugere, esta fase coincide com os cursos de formação de professores já substancialmente estabilizados na
sua organização e funcionamento. Estabelecem-se parcerias formais com as escolas da rede de ensino e é frequente a colaboração com
professores da rede, muitos dos quais frequentam agora vários mestrados em educação em ciências entretanto criados. Desenvolvem-se
programas de formação contínua de professores de qualidade e de que um bom exemplo é o programa nacional Ciência Viva sobre o
ensino experimental das ciências.
A segunda geração de investigadores vai terminando os seus doutoramentos, o que quer dizer que já existem vários grupos de
investigação com sustentabilidade de recursos humanos. A investigação já é assinalável e adquire características próprias e autónomas,
sem prejuízo de parcerias e colaborações internacionais e diversificando os centros de investigação parceiros num quadro de crescente
internacionalização. O número de eventos científicos nacionais e internacionais organizados pela comunidade já são substanciais; o
mesmo acontece com a produção científica. A educação em ciências adquire estatuto autónomo como área interdisciplinar com objecto
de estudo próprio e não mais como projecção intradisciplinar das ciências experimentais.
A terceira fase, onde ainda nos encontramos, aqui designada de EXPANSO, teve o seu início algures no final dos anos 90 e coincide
com a criação e organização dos Unidades/Centros de Investigação FCT pelo então Ministério da Ciência. Este foi sem dúvida o maior
salto que a pesquisa em educação em ciências, e não só, deu em Portugal. Os seus traços essenciais podem sumariar-se: dignificação do
estatuto político/institucional da investigação em educação em ciência; criação de estruturas de qualidade; captação de financiamento à
medida das suas necessidades de desenvolvimento, em particular forte aposta na formação avançada de bolseiros de investigação, apoio
de técnicos e apoio a projectos de investigação; linhas de pesquisa estabilizadas incluindo a valorização do ensino das ciências nos
primeiros anos da escolaridade, em ambientes não formais e valorização da interdisciplinaridade; reforço das parcerias com escolas da
rede de ensino; elevada mobilidade internacional dos investigadores; internacionalização da investigação; criação de redes com novos
parceiros, nomeadamente da América Latina, em particular com o rasil, e de que um bom exemplo é a actual rede Ibero-Americana
CTS/Ensino das Ciências lançada já no século XXI a partir da Universidade de Aveiro. Embora com desvios conjunturais, tal dinamismo
da comunidade ainda se mantém. É ainda nesta fase (meados dos anos 2000) que tem lugar uma ruptura importante com modelos de
formação inicial de professores, de ciências e não só, por via do designado processo de olonha, instrumento da construção do Espaço
Europeu de Ensino Superior, uma ruptura cujas consequências estão ainda por avaliar adequadamente.
Cerca de quarenta anos depois, o balanço sobre o caminho percorrido é positivo, o que não significa que não haja ainda muito a
melhorar na qualidade do que se faz. Não sendo este o melhor momento para uma agenda futura de trabalho, algo se ganharia se docentes
e pesquisadores pudessem: (i) melhorar o impacto da pesquisa no ensino, na formação de professores e na decisão política (ii) explorar
referenciais teóricos específicos de acordo com a natureza e a finalidade da pesquisa (iii) melhorar a supervisão dos jovens professores
e pesquisadores (iv) investir no estudo de casos sobre ensino/formação em ambientes formais/não formais, transversais (e não só locais),
4
longitudinais, replicativos e avaliados (v) dar maior atenção à agenda política reunindo para o efeito sinergias entre os vários centros.
Porventura o mais importante a melhorar seja o mais simples ou seja, fazendo jus a Honoré de alzac, não perder de vista que a chave
de todas as ciências é, inegavelmente, o ponto de interrogação.
Quanto ao rasil, pela sua vastidão e diversidade a história é mais complexa. Mas é possível identificar orientações relevantes para
a educação em ciências.
De acordo com a legislação vigente, a organização do sistema de ensino tem lugar segundo duas etapas essenciais:
Educação básica: formada pela educação infantil, ensino fundamental e ensino médio;
Educação superior.
A aprendizagem das ciências da natureza deve contemplar formas de apropriação e construção de sistemas de pensamento mais
abstratos e significativos. A aprendizagem de concepções científicas atualizadas do mundo físico e natural e o desenvolvimento de
estratégias de trabalho centradas na solução de problemas é a finalidade da área servindo para aproximar o estudante do trabalho de
pesquisa científica e tecnológica, como atividades institucionalizadas de produção de conhecimentos, bens e serviços. A matemática é
uma linguagem de aspectos abstratos e reais e um instrumento formal de expressão e comunicação para diversas ciências. A aprendizagem
das ciências da natureza, matemática e suas tecnologias permitem explicar o funcionamento do mundo bem como colocar, executar
e avaliar ações de intervenção na realidade.
O rasil já ocupa um honroso 13 lugar no Mundo como produtor do conhecimento, o que significa que poderá candidatar-se a posição
semelhante na área da educação. O poder político deve tomar a decisão de colocar a escola de boa qualidade como uma prioridade. O
rasil tem uma oportunidade histórica de se tornar um país desenvolvido num horizonte de 25 anos. Se algumas providências forem
tomadas rapidamente tem a possibilidade de ser o próximo país a aceder a essa categoria, mas precisa agir para que isso aconteça.
Não podemos perder a oportunidade de aproveitar a confluência de algumas variáveis nos próximos anos. Ou será que vamos preferir
continuar sendo o eterno país do futuro? (Caruso Ronca, 2010).
Sendo certo que há diferenças no modo como se busca o conhecimento científico e o conhecimento em arte e na literatura, ambos
são no entanto fonte de alimento intelectual. Na educação científica, deve haver um grande esforço para virar do avesso o olhar da
sociedade sobre a ciência, de forma a valorizá-la como as artes e a literatura na esfera dos bens de espírito. É preciso comunicar aos
jovens a alegria do aprender, fazer com que se apaixonem pela descoberta dos segredos escondidos numa fórmula matemática. Essa
visão pedagógica é de Paulo Freire, que sempre idealizou o processo educativo como uma fonte de alegria. Para ajudar a construir esse
novo clima de aprendizagem das ciências, a escola básica deve ilustrar as principais conquistas tecnológicas, como funcionam, fazendo-
se a devida conexão entre a ciência, a tecnologia e a vida. Essa orientação estimula o pensamento criativo e a descoberta. É preciso,
observa esse autor, fazer prevalecer o pensador sobre o consumidor; impõe-se pois valorizar a profissão docente, com uma formação
de qualidade e salários justos. O ensinar a pensar é particularmente importante nestes tempos de globalização, cujas promessas não
foram ainda cumpridas (evilacqua, 2009).
Paulo Freire afirmava que a alegria na escola fortalece e estimula a alegria de viver. Viver plenamente a alegria na escola significa
mudá-la, significa lutar para incrementar, melhorar e aprofundar a mudança. Lutar pela alegria na escola também é uma maneira de
lutar pela mudança no mundo (Vieira Waldhelm , 2007).
Para muitos de nós o conhecimento tem grande valor e sabemos que o saber origina prazer. O conhecimento é a parte maior e mais
significativa da cultura global. Na nova cultura acadêmica é necessário que os alunos compreendam isso. Conhecimento - a coisa mais
interessante no mundo e é o poder intelectual do indivíduo. Conhecimento é o tesouro.
Qualquer área do conhecimento - história, espanhol, português, música, e especialmente física, química, biologia, ecologia, matemática
entre outras – são, de par com a arte, uma parte imprescindível da cultura humana. Por esta razão, aprender um assunto leva a que o
aluno ganhe riqueza cultural e poder mental e intelectual. O especialista também deve ser um profissional armado com os métodos e
ferramentas para implementar com sucesso a sua futura profissão. Os cidadãos de varios países devem ter os conhecimentos profundos
da cultura humana e da cultura da pesquisa. José Saramago, o Prêmio Nobel, considerava imprescindíveis os avanços científicos e
defendia que, no nosso tempo, e com a tecnologia de que se dispõe, poderia vencer-se a fome, a miséria absoluta e a ignorância (
http://
josesaramago.org/tag/ciencia
). O poeta Ivan unin (também Prêmio Nobel) escreveu: Nós pouco vemos e sabemos. Mas a felicidade
é para aqueles que têm conhecimento.
Esperamos que os trabalhos deste número da Revista de Ensino das Ciências (JSE) possam ser usados nas actividades dos docentes
e pesquisadores para os benefícios do ensino das ciências nos diferentes países.
BIBLIOGRAFIA
L. Bevilacqua. Ciência, um bem para o engrandecimento do espírito. Em Ensino de Ciências e Desenvolvimento: o que pensam os cientistas
(Org. J. Werthein e C. da Cunha) 2.ed.- Brasília: UNESCO, Instituto Sangari, 2009. pp. 201-206.
A. Caruso Ronca. Uma agenda para o Brasil: o Plano Nacional de Educacao e a questao daFormacao Inicial e Continuada de Professores.
Em A. Caruso Ronca, M. Neves Ramos (Coord) . DA CONAE AO PNE 2011 – 2020. Contribuicoes do Conselho Nacional de Educacao
Fund. Santillana, Ed. Moderna, 2010, pp . 79-100
M. Vieira Waldhelm. Como aprendeu ciências na educação básica quem hoje produz ciência ?: o papel dos professores de ciências na trajetória
acadêmica e profissional de pesquisadores da área de ciências naturais. Tese do título de Doutor. 2007.
http://www.maxwell.lambda.
ele.puc-
io.br/11290/11290_1.PDF
http://josesaramago.org/tag/ciencia
A. Cachapuz, Y. Orlik
Univ. de Aveiro/CIDTFF, Portugal; UNILA, Foz do Iguaçu, rasil
Editorial
JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 3-4, 2013, ISSN 0124-5481,
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5
JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 5-7, 2013, ISSN 0124-5481,
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Abstract
This article presents a possible approach to exploring dialogical relationships between
art and science in science teaching. After an overview of the epistemic similarities
and differences between the so-called world of truth and that of beauty and emotion,
details of the design and results of a workshop held with secondary science teachers
aiming to raise their awareness and to improve their competences for the use of art/
science interdisciplinary approaches in their teaching will be presented. The results
suggest the value of these in service training initiatives. Implications for teacher
education research are drawn.
Key words: art; science; inter-disciplinarity; teaching
Resumen
Este artículo presenta un enfoque dialógico posible para explorar las relaciones
interdisciplinarias entre el arte y la ciencia en la enseñanza de las ciencias. Después
de una visión general de las similitudes y diferencias epistémicas, se muestra el diseño
y los resultados de un taller realizado con profesores de ciencias de secundaria sobre
el uso del arte y de la ciencia en su enseñanza. Los resultados sugieren la importancia
de este tipo de iniciativas en la formación en servicio de los profesores. También
analizan implicaciones para la investigación en educación en ciencias.
Palavras clave: arte; ciencia; interdisciplinariedad; enseñanza
INTRODUCTION
Human history reveals several examples of the dialogue between science and
art. For example: (i) the splendour of the stained glass windows seen in gothic
churches, considered by many to be the most translucent and enduring form
of monumental painting (ii) photography, only possible through chemical
circumstance (the discovery of silver halides sensitivity to light) (iii) metal
alloys that enable us to appreciate the aesthetic of jewellery, enjoy sculptures
or even the harmony and boldness of architectural artworks, public sculptures
representing the will of an era translated into space (Mies van der Rohe, in
Glancey, 2006, p.189) (iv) modern analytical techniques (UV radiation, Raman
spectroscopy, infrared rays, fluorescence, X-rays) used in the preservation
and restoration of monuments and works of art (for example, Kabbani, 1997)
(v) the chemistry of pigments in textile art, ceramic tiles, mosaics and artistic
dishware (Travis, 1993; Delamore and Guineau, 2000) (vi) the use of the
hydrochloric or nitric acids (the latter known in the artistic environment as
aqua fortis) in the production of the artistic engravings, of which Rembrandt
(17th Century) was an expert (Gabriel, 1987, p.26) (vii) recent textbooks, for
example (Parkinson, 2008), that focus on the relationship between surrealism
and physics, specially quantum physics and its metaphysical implications, in
the early 20th century, drawing attention to the common use of concepts and
terminology from those two ways of perceiving the world (see Cachapuz,
2011) (viii) Interdisciplinary projects aiming at the popularization of a
humanistic vision of science (Lira-da-Silva, 2006). The prediction is, in fact,
that the dialogue between science and art will be deepened throughout the
21st century (Wilson, 2002).
EPISTEMIC ISSUES
Despite the various examples mentioned above, different epistemic perspectives
in art and in science still prevail with consequences in the way both communities
are institutionally organised and communicate. Table 1 shows a tentative
summary of main aspects that unites and separate art and science, in particular
science as marked by the positivist discourse.
The detailed analysis of each of the provisional aspects referred to in table
1 goes beyond the scope of the present paper. However, there are two key
aspects that need to be taken in consideration: (i) The normative nature of the
discourse is considered by many to be the criterion of separation between
science and art, despite the fact that the developments in modern physics
have led to a review of the notions of objectivity, causality and relationship
subject/object, that is to consider uncertainty and indeterminacy as part of
our ability to access knowledge (Roth, 1993, p. 676), the same argument that
inspired musical theories of composer John Cage (Fluxus mouvement) who
made the indeterminacy of chance into a principle of composition. Indeed,
the core objective of science is still to understand and explain the world, if
possible using means that allow us to predict adequate alternatives for the
situations we are faced with. The goal is always to seek the truth, or more
truth or another truth, depending on the epistemic position in which we find
ourselves. This is not the objective of art, for which the aesthetic emotion
prevails. Kuhn (1989) focused on the sociological analysis of development
patterns and objectives of these two areas of knowledge. Although he accepted
that the similarities between science and art were a revelation, he emphasised
that, in art, aesthetics is in itself the objective of the artwork whereas in science,
it is still perceived as a tool (ii) In defence of what unites and not what separates
both fields, one must refer what scientists, artists, philosophers or writers refer
about the so-called nascent states and the role of key cognitive devices that
art and science use, namely synergies between the creative imagination and
observation. For example, two Nobel Prizes of Chemistry, Jean-Marie Lehn
(in 1987) and Roald Hoffman (in 1981), draw attention to the similarity seen
between art and science in the intellectual processes that lead to the synthesis
of new molecules: I believe that the creative process is not very different
in art and in science. They both seek to explain a portion of the surrounding
universe and, from that point of view, scientific activity is actually more trivial:
the establishment of clearly defined parameters that enable the interpretation
of the universe is easier than trying to question death or the end of love (in
Monteiro, 1987, page 7). Similarly, for achelard (1943) the imagination
is not what etymology suggests, i.e. the ability to form images of reality; in
fact it is the ability to form images that transcend reality. It is an ability of
super-humanity. As to the limits of observation, one must draw attention to
Art and science: improving science teachers´ interdisciplinary competences
Arte y ciencia: mejorando las competencias interdisciplinarias de los profesores
de ciencias
António F. CAChApuz
University of Aveiro/CIDTFF, Portugal, cachapuz@ua.pt
Table 1: Art and science: what unites and what separates them
(provisional dominant aspects)
Criteria Art Science
Construction processes
permeated by ruptures
Yes Yes
Key
cognitive devices
:
observation and
creative
imagination
Yes Yes
Relationship subject/object Emphasis on the
subject Exclusion of the subject
Normative nature of the
discourse No Yes
Individual/group activity Individual Group (e.g. networks)
Language Differentiated
(including abstract,
e.g. music)
Overvaluing
mathematics
Acquisitions of one field by
the other
Yes (e.g.
electronic
graphics
)Yes (e.g. technological
objects)
Relationship with history Timeless Science destroys its
past (Kuhn)
Naming of the object created Not always (e.g.
Untitled painting Often names the creator
(e.g. Newtons laws)
6JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 5-7, 2013, ISSN 0124-5481,
www.accefyn.org.co/rec
Art and science: improving science teachers´ interdisciplinary competences
Matisses point of view for whom seeing is already a creative operation that
demands an effort with the one of the Nobel Prize of Medicine, François
Jacob, who said that in order to obtain a valuable observation, one must have
a certain idea of what to observe. One must have already decided upon what
is possible (Jacob, 1985, p.28), is remarkable. On this subject, Plaza (1996)
also considers that, regarding the origin of the creative process the scientist
does not differ from the artist, they just deal with different materials of the
universe (page 26). Koestler, in his acclaimed book The act of creation
(1964), focuses on the creative process of renowned artists and scientists,
fostering the idea that we are more creative when rational thinking is stopped
and unconscious processes are valued. According to him, the creative process
is always a leap into the unknown, a dive into the depths. Verification only
appears post factum, after the creative act is complete (p. 330). According
to François Jacob, it should now be clear that none of the systems of thought
are able to explain the world in all its aspects and details (Jacob, 1985, page
11).For the neurophysiologist Damásio (1995), Invention means choosing.
Among the chosen combinations, the most fertile ones will normally be those
formed by elements that were withdrawn from areas that are further apart from
each other. This does not mean that I consider that in order to invent one must
simply gather objects that are further apart from each other; most combinations
formed this way would be completely sterile. However, some, among them,
very rare, are the most fruitful of all (p. 200). This is what the chemist Harry
Croto did when he synthesised carbon 60 - buckminsterfullerene - inspired by
the work of the high-tech architect uckminster Fuller, who built geodesic
domes (Kemp, 2000, p.5).
The examples mentioned illustrate how decisive the context of creation is
both in art and in science, a dimension systematically undervalued or even
omitted in scientific education because it does not fit into the strict scope of
the positivist rationality.
These differences in epistemic perspectives between the two traditions, do
not help to transpose the much needed art/science dialogue onto the science
education curriculum, teacher education or school organisation. In my view,
interdisciplinary teaching approaches bridging art and science are key strategic
tools that may help to overcome the present situation. The fruitfulness of such
an approach was recently emphasised by several authors, namely Cachapuz
and Ferreira (2010), Essex and Roberts (2012) and Hohn and Harsch (2009).
Nevertheless, several problems are usually raised by classroom teachers in
particular the lack of adequate didactic materials, low experience to explore
innovative teaching strategies and time demands of the science curriculum.
All these aspects call for an extensive effort in the development of science
teacher education programs that give science teachers the opportunity to
discuss ways to foster methodological pluralism, to adapt existing didactic
materials to the profile of the science curricula and to construct new strategies.
THE WORKSHOP
Having in mind such constraints a four hour workshop was carefully
designed in 2011 involving a group of 18 secondary physics and chemistry
teachers participating in a volunteer basis. The teachers have different
professional experience ranging from 4 to 27 years of teaching and came
from 7 different Portuguese schools (at least two teachers in a same school).
Most teachers were teaching in both low (12/14 years old students) and high
(15/17 years old) secondary school classes.
After an introduction (stage 1; one hour) to the subject by the author
exploring main aspects summarised in table 1, the teachers (team work) were
involved (stage 2; 3 hours) in several activities:
Plastic arts/paintings: The example explored was the painting by Joseph
Wright of Derby (18th Century), An experiment on a bird in the air pump,
exhibited in the National Gallery, in London, about the study of the physics/
chemistry of gases. Gorri and Filho (2009) published a useful text about
this painting previously distributed to the participant teachers to support
the discussion. esides the specific contents (see table 2) the discussion
allowed to explore the ethical dimension of science experiments and the rich
historical context of the so called gas chemistry (role of lack, Cavendish,
oyle, among others).
Poetry: Two poems were explored: Poema de ser ou não ser from
GEDEO (1990), pseudonym of professor/poet Rómulo de Carvalho, physics
and chemistry teacher in a Portuguese secondary school, is of great interest
for the elementary study of quantum physics.
(i)“Poem about being or not being” (“Poema do ser ou não ser”):
Are they waves or corpuscles?/ Yes or no?/ Are they one thing or the other,
or are they both things?/ Are they or or are they and?/ Or an everything
that happens as if?/ They rapidly cross clearly defined orbits/ which only exist
once they are crossed./ Rapidly. Could it be?/ Or perhaps they are not moving,
which depends/ on the state of the beholder
And, for the low secondary education, a poem about the properties of water:
(ii) “A lesson on water “A lição sobre a água”):
This liquid is called water/ hen pure/ It is odourless, tasteless and
colourless/ hen reduced to vapour,/ put under tension and high temperatures/
It moves the pistons of the machines which, for that reason,/ Are called steam
engines /It is a good solvent/ though there are exceptions but in general terms/
Dissolves everything well, acids, bases and salts / Freezes at zero Celsius
degrees / And boils at 100, when at normal pressure / It was in this liquid that
on a warm summer night / Under a gummy and white camellia moonlight/
The corpse of Ophelia appeared floating / Holding a water lily in her hand.
Table 2 summarise the main aspects of the contents explored in the
workshop.
Curriculum
Context Concepts explored Activity School level
Atomic structure Duality wave/particle Poem (i) High secondary
Study of gases Air composition; role
of oxygen (combustion;
respiration) Painting Low secondary
Properties of water Physical properties;
changes of state; boiling
and freezing point
Poem (ii) Low secondary
Table 2: art/science contents explored in the workshop
The activities took place in an adequate pedagogical environment and
generally speaking all the teachers participated with enthusiasm. The activities
were organised around several written questions: Have you ever explored the
interdisciplinarity between science and art in your teaching practice? If the
answer is positive, give examples; or Carefully observe/read the situation that
was proposed to you (e.g. a painting or poem). Together with your colleagues:
(a) Identify the grade and curricular unit in which such teaching resources
could be used with your students (b) Describe the guidelines of a teaching
strategy that you believe could be used with your students, including: questions
that should be asked; work strategies; time needed to complete the task.
At the end of the seminar the participant teachers were asked to express
their written evaluation about, the value of the workshop (strong and weak
points) and possible implications for their teaching (stage 3).
The answers made were analysed following content analysis procedures
and were classified in two main categories: Expected Difficulties e.g.,
The biggest difficulty was my lack of training; It involves more time to
cover the program; eneficial effects, e.g., I feel now more confident;
the examples may help me to revise my practice. One teacher wrote that
I already knew the poem but never thought to explore it in my teaching.
Many other examples could be explored such as the dramatization of the
controversy regarding the discovery of oxygen by Lavoisier, Priestley and
Scheele in the 18th Century, led the chemists Roald Hoffman (Nobel Prize of
Chemistry) and Carl Djerassi (the father of the contraceptive pill) to write
the play Oxygen, debuted in 2001 (see details in Greenberg, 2003, pages 198-
199). Or movies (Grieg & Mikanen, 2009, mention 101 titles). Santos and
Aquino (2011) present a study in which they show how scenes from the film
Perfume: The story of a murderer (2006) were analysed with secondary
school students for the study of the organic functions present in perfumes.
Regardless of the choice made, it must be adapted to the teaching purposes,
the teaching environment and the characteristics of the students.
My own perspective is that an adequate program of in service education
along the main lines referred to above may help teachers to reconstruct
another epistemic vision of knowledge, promote methodological pluralism,
foster students interest for the study of science, deepen elements of the artistic
culture of an era and value the history of science in context (it is due to the
lack of historic contextualisation that science is, generally (and incorrectly),
portrayed as a rhetoric of conclusions. These are not trivial issues.
RESEARCH PRIORITIES
One of the researchers responsibilities is to create intellectual tools to ease
the deconstruction of the dominant academic and educational discourse (at
times ideologically rooted) regarding the disparity between art and science.
This implies the change of attitudes of teachers as the results of this workshop
suggest. However, this is not enough.
7
Art and science: improving science teachers´ interdisciplinary competences
JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 7-11, 2013, ISSN 0124-5481,
www.accefyn.org.co/rec
The development of adequate didactic resources is a priority. Without
such resources, teachers at schools will hardly be able to rebuild the official
curriculum. The answer to this problem should come in the first place from
research in science education, through lines of research that are devoted to the
development and assessment of didactic resources, possibly engaging various
research centres through networks. ut research in science education must not
merely have academic quality; it must also be, as much as possible, relevant
for the task of teaching and learning. This means that such lines of research
on curricular development must involve partnerships with experienced and
motivated teachers at schools in order to articulate the conception/ production/
assessment of didactic resources with the science curriculum. Through these
partnerships the educational relevance of the research process will be enhanced
and the subsequent mediation process (cascade process) with other fellow
teachers will be eased.
Naturally, the intention is not to rewrite the whole curriculum. More
modestly, the aim is to offer students some innovative experiences that may
help them to promote a view of science culturally contextualised (Delizoicov,
2009), to reinvent their relationship with knowledge, allowing them to unify
and confer coherence to the diversity of their representations and experiences
with the world. It may also raise the students´ interest to study science a matter
of wide concern nowadays (Rocard report, 2007).
For many teachers it means having an opportunity to acquire an innovative
vision of science teaching that separates them from the routine and the often
bureaucratisation of their functions. This is not an easy task but it is within
our reach.
ACKNOWEDGEMENT
Support of the Fundação para a Ciência e Tecnologia/FCT and CIDTFF /
Universidade de Aveiro, Portugal
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Received 05-10- 2012/ Approved 29-04-2013
Resumo
As principais reformas do ensino científico nas escolas fundamental e média no
Brasil visam à educação científica do cidadão voltada para a compreensão das
relações entre ciência, sociedade e tecnologia. A maioria dos professores conhece
as ferramentas digitais, mas em geral, não consegue aplicá-las criativamente em
ambientes que permitam saber como as pessoas aprendem. A partir de um projeto
em que os estudantes de ensino médio foram autores de roteiros de simulações de
ciências www.labvirt.fe.usp.br, apresenta-se a seguir um estudo de caso que analisa
a experiência de uma professora que trabalhou com seus estudantes a aplicação de
uma simulação da área de ensino de química, na sala de aula. Na análise do registro
escrito da professora, foram identificados elementos de gestão pedagógica crítica.
Palavras-chave: simulações em química, ensino de ciências, gestão pedagógica crítica.
Abstract
Major reforms of scientific teaching in elementary and middle schools in Brazil
look forward towards citizen science education approaching an understanding of
the relationship between science, society and technology. Most of the teachers know
about digital tools, but cannot apply them creatively in environments that allow them
to know how people learn. From a project in which high school students were authors
of science simulations scripts (www.labvirt.fe.usp.br, the experience that follows,
is a case study that analyses how a teacher, could apply a simulation for chemistry
teaching, with her students in the classroom. In the analysis of the teachers written
production, elements of critical pedagogic management were identified.
Key words: simulations in chemistry, science teaching, critical pedagogic management.
INTRODUÇÃO
Nos últimos anos, observou-se um grande e acelerado processo de
desenvolvimento em todas as áreas do conhecimento. A ciência e a tecnologia
tornaram-se altamente produtivas e uma das consequências relaciona-se com
o volume de informações geradas e a rapidez da sua produção e divulgação.
Atualmente, a grande velocidade com que as informações são geradas e
divulgadas supera a capacidade das pessoas de incorporá-las criticamente.
Este conflito impacta de maneira importante na escola e no ensino, em
particular no ensino de ciências. O grande progresso da ciência e da tecnologia
Uso de simulações como uma dinâmica diferente para quem aprende e para quem
ensina: um estudo de caso
Using simulations as a different dynamic to learners and teachers: a case study
MArCelA Fejes 1, MAriA GislAine pinheiro sAles 2, MAríA elenA inFAnte-MAlAChiAs
1Cepema-Universidade de São Paulo, 2 Escola Estadual João Paulo II, São Paulo.
3Escola de Artes Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo, rasil.,
fejes@cepema.usp.br, marilen@usp.br
8JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 7-11, 2013, ISSN 0124-5481,
www.accefyn.org.co/rec
Uso de simulações como uma dinâmica diferente para quem aprende e para quem ensina: um estudo de caso
está sendo acompanhado por mudança de paradigmas e reformulações de
conceitos na área. No entanto, apesar das diversas perspectivas teóricas
sobre o processo de ensino-aprendizagem que tentam inovar e considerar
o aluno como sujeito ativo, um contrassenso ocorre dentro de espaços
formais de ensino, como a escola e a universidade. De uma maneira geral, a
imagem do professor como conhecedor de todas as respostas e transmissor
de conhecimentos permanece inalterada para muitos dos atores do processo
educativo (gestores, professores, estudantes). No entanto, hoje, na denominada
sociedade do conhecimento, o professor não pode ser visto nem ver a si mesmo
como mero transmissor de informações. O professor é fundamental para
estimular a reflexão e o pensamento crítico, facilitar o aprendizado e instigar
a inteligência e a autonomia dos seus estudantes (Freire, 1996).
Recentemente, Soares, Valentini & Rech (2011), indicaram que a gestão
pedagógica, no cenário que descrevemos sucintamente acima, se relaciona
hoje com a criação de estratégias, intervenções, orientações e processos de
avaliação que levem em consideração o fluxo das diversas interações na aula
e a visão que nos parece fundamental segundo estas autoras:
... levando em consideração as dificuldades, os interesses, as habilidades
e as condutas dos estudantes e de outros atores do processo. A gestão não
está, portanto, centrada apenas na ação do professor, mas parte da análise do
contexto, considerando o objeto do conhecimento, conceitos, conteúdos e formas
adequadas que auxiliem a desenvolver processos cognitivos e procedimentais
que levem à aprendizagem. (Soares, Valentini & Rech, 2011, p. 41).
Na perspectiva destas autoras, o ambiente de aprendizagem é dinâmico e
o papel tanto do professor quanto do aluno foge da repetição mecânica de um
manual de procedimentos. Para Maturana (1992), na sala de aula, o professor
desencadeia mudanças estruturais e perturbações nos seus estudantes. Segundo
o autor, estas mudanças se originam a partir da vivência de um número de
horas/aula semanais e neste tempo de viver juntos professor e estudantes
criam um domínio de convivência, que todos os atores do processo educativo
se ensinam mutuamente. Paulo Freire insiste nesta ideia que no processo
educativo o professor é também um aprendiz das experiências e dos muitos
conhecimentos dos seus estudantes (Freire, 1996).
Nesta visão do processo educativo e em particular para o ensino de ciências
da natureza, não basta ao professor conhecer apenas os conteúdos de física,
química, biologia e ciências da terra e do universo. Este profissional deve ter
conhecimento daquilo que é produzido na didática das ciências da natureza, área
que têm um forte e bem estruturado corpo de conhecimentos e que começou a
se desenvolver há pelo menos duas décadas (Campos & Nigro, 1999).
A falta de conhecimento na didática das ciências da natureza e as
dificuldades associadas à aprendizagem dos conteúdos de ciências (Fourez,
2003, Gil-Pérez, 2005, Lemke, 2006), fazem com que estudantes e, em
muitos casos, também professores memorizem alguns conceitos básicos, sem
compreendê-los, acumulando proposições isoladas carentes de sentido e sem
estabelecer relações entre elas. Isto ocorre claramente quando, durante as aulas
de ciências, os estudantes aprendem os conceitos de maneira fragmentada e
descontextualizada. Para Camargo (1999), a grande limitação desta maneira
de aprender, apenas por memorização, é que ela é pobre tanto no seu poder de
reter as ideias acrescentadas quanto na aquisição de ideias novas, além de não
permitir o uso do conhecimento adquirido para a resolução de problemas. Isto
significa que o aluno que memoriza apenas os conceitos continua ignorando
o seu verdadeiro significado, não chegando a compreender as consequências
de processos importantes ou eventos associados a esses conceitos (mitose-
meiose, energia, sistemas etc.) e, finalmente, não consegue relacionar esses
conhecimentos com a vida diária.
Uma justificativa para diversificar os procedimentos didáticos em sala
de aula
As atuais dinâmicas culturais, econômicas e sociais impõem desafios tanto
aos sistemas educativos quanto às interações geradas na prática educativa
do professor de Ciências. Estes desafios promovem a incorporação de
novos elementos na realidade de jovens e crianças, como o fomento de
uma aprendizagem para toda a vida (Delors, 1996) e o desenvolvimento de
habilidades e competências básicas (criatividade, análise, síntese, trabalho em
grupo, resolução de problemas), de modo que as informações e o conhecimento
possam ser selecionados, interpretados, utilizados e aplicados, de uma forma
crítica (Tedesco, 2003).
O professor poderia ser a ponte que vincula o conhecimento científico
com o conhecimento da realidade que os estudantes têm dentro da escola e
da sala de aula. Isto exige estar em constante atualização e contato com os
seus alunos (Fejes et al., 2007). Nesta perspectiva, é importante destacar que
as principais reformas do ensino científico nas escolas fundamental e média
no rasil visam à educação científica do cidadão voltada para a compreensão
das relações entre ciência, tecnologia, sociedade e ambiente, na chamada
perspectiva CTSA (RASIL, 1999). Para poder compreender estas relações
é fundamental assumir que a tecnologia digital, neste momento, ultrapassou
tanto os limites físicos dos ambientes de aprendizagem como a sala de aula
e também os limites econômicos dos indivíduos, uma vez que, de maneira
geral, as pessoas tem acesso a tecnologias de informação e comunicação,
como celulares, IPODS, redes sociais na internet, e outros.
Estes novos espaços que se estabelecem por meio de tecnologias digitais
geram possibilidades para criar novos espaços sociais de aprendizagem
que, segundo Soares, Valentini & Rech (2011), favorecem as interações
cognitivas em torno de um objeto de conhecimento. Neste cenário, as pessoas
interagem mediadas pela linguagem, por uma interfase gráfica a partir de
estratégias pedagógicas intencionalmente utilizadas pelo professor. O foco
não é a tecnologia per se, mas de que maneira a tecnologia pode ser utilizada
para favorecer a ação protagonista tanto do professor quanto do aluno,
favorecendo a comunicação, a expressão, a construção de vínculos entre
sujeitos, conhecimento e realidade, isto é, nas palavras de Soares, Valentini
& Rech (2011):
... os recursos tecnológicos e as ferramentas de comunicação e de informação
podem integrar ambientes de aprendizagem, mediando o processo educativo,
a fim de que tarefas e atividades de aprendizagem sejam compartilhadas
e realizadas de forma colaborativa, fazendo surgir redes de comunicação
contendo diálogos e conversações (p. 41).
Existe hoje um grande interesse em integrar a tecnologia nas escolas,
no entanto, ainda temos pouca informação sobre os resultados de todo este
investimento no processo de ensino/aprendizagem dos estudantes (Ottenbreit-
Leftwich et al. 2012). Para Prensky (2001), atualmente, os estudantes podem
ser chamados de digitais nativos e possuem mentes hipertextuais, com as
estruturas cognitivas em paralelo e não sequenciais como a maioria dos seus
professores. Ottenbreit-Leftwich et al. (2012) indicam que estudos relacionados
ao uso que os professores fazem da tecnologia revelam que 74% deles a utiliza
para verificar ou escrever atribuições escritas e 72% deles para pesquisas on
line conduzidas. Aparentemente, os professores consideram que a tecnologia
está associada à resolução de problemas instrucionais, e, na maioria dos casos,
planejam pouco para que os estudantes aproveitem a tecnologia para diminuir
processos de rotina e ampliar as possibilidades educativas.
Fica evidente que o uso da tecnologia permite rapidez e mais eficiência,
porém não fica claro ainda como o uso da tecnologia favorece a transformação
do processo de ensino, sendo que a maioria dos professores conhece as
ferramentas, mas não consegue aplicá-las criativamente em ambientes
que sejam mais consistentes em poder saber como as pessoas aprendem
(Pellegrino, 2007).
Por estes motivos, a melhoria no ensino das ciências da natureza precisa
da modificação da atitude do professor diante dos seus estudantes e diante
do conhecimento. Para mudar a prática escolar, os objetivos curriculares e
os materiais devem também mudar as políticas de avaliação e a formação do
professor. Sem estas mudanças, as novas tecnologias levadas para as escolas só
serão ferramentas a mais das práticas tradicionais e não produzirão nenhuma
alteração significativa no processo educacional.
Por exemplo, o bom uso da tecnologia poderia permitir que os estudantes em
vez de estar muito tempo realizando cálculos matemáticos ou fazendo gráficos,
pudessem utilizar a tecnologia para comparar, resolver situações, predizer
ou refletir sobre questões relacionadas com o senso comum. Um exemplo
claro disto pode ser visualizado no uso de ferramentas colaborativas dentro
do esquema do ensino para a compreensão (EpC) (Wiske,1999; Wiske,2004)
ou nas propostas do knowledge building (Scardamalia & ereiter, 2006),
Na visão do ensino para a compreensão, os estudantes são convidados a
desenvolver a capacidade de usar seu próprio conhecimento de uma maneira
diferente tomando consciência que os assuntos deverão ser compreendidos. Os
docentes devem definir o que os estudantes deveriam aprender, organizando
tópicos e propostas curriculares, e quais aspectos destes assuntos devem ser
compreendidos. Também, devem definir as estratégias que vão usar para que
eles compreendam e finalmente como avaliar se os estudantes conseguiram
realmente compreender com avaliações diagnósticas contínuas do desempenho
utilizando critérios diretamente vinculados com as metas da compreensão. Na
prática, no caso do EpC, assume-se que o planejamento da aprendizagem deve
contemplar simultaneamente: a definição clara dos objetivos de aprendizagem;
a escolha de um tema gerador que permita o desenvolvimento das ideias até
atingir os objetivos propostos; a proposição de atividades onde os estudantes
tenham a oportunidade de aplicar e desenvolver os conhecimentos conforme os
vão adquirindo; a criação dos critérios e instrumentos de avaliação que serão
utilizados continuamente ao longo do processo; o uso da tecnologia para a
criação de redes de trocas e melhorias de ideias. As atividades, coerentemente
interligadas entre si, crescem em complexidade e aprofundamento,
contemplando todos os aspectos indicados acima.
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JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION, SPECIAL ISSUE - Vol. 14, pp. 7-11, 2013, ISSN 0124-5481,
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Uso de simulações como uma dinâmica diferente para quem aprende e para quem ensina: um estudo de caso
Como e o que ensinar usando objetos de aprendizagem
Uma maneira de introduzir a tecnologia na sala de aula é utilizando objetos
de aprendizagem como as simulações. Como podemos definir o que são
objetos de aprendizagem? rgãos de padronização como o IEEE do Learning
Technology Standard Institute dos Estados Unidos nomeiam de forma geral aos
objetos de aprendizagem como qualquer entidade, digital ou não, que pode ser
utilizada, reutilizada ou referenciada durante o processo de aprendizagem que
utilize tecnologia (IEEE, 2000). Dessa maneira, os objetos de aprendizagem
seriam um recurso digital que pode facilitar ou dar suporte ao processo de
ensino - aprendizagem em alguma de suas etapas. Como eles podem ficar
disponibilizados como materiais educacionais para o ensino, principalmente
à distância, o professor pode pensar em como utilizar estes recursos na sala
de aula com seus estudantes, com a possibilidade de serem reutilizados. Eles
podem ser adaptados, atualizados ou rearranjados agregando valor ao objeto
a partir de novas contribuições e reuso.
Além de pensar em que momento o professor vai usá-los, os objetos de
aprendizagem podem ser readaptados para satisfazer diferentes usuários e
podem ser utilizados como uma estratégia educacional que permita seu uso
na forma individual ou coletiva, de acordo com a necessidade ou proposta
do professor. Só ele decide quando e como utilizará com seus estudantes
esta tecnologia (Wiley, 2000). A melhoria do Ensino de Ciências envolve
também a ação didática do professor e a pesquisa da própria prática que
poderá gerar um impacto no planejamento para a intervenção na aula e,
consequentemente, na aprendizagem dos seus estudantes. Contudo, quando
se pensa no uso da tecnologia e em particular de objetos de aprendizagem,
é interessante contemplar não apenas as visões macro sobre as concepções
de ensino e aprendizagem, mas também os aspectos práticos de como será
organizada a sala de aula ou laboratório de informática para o uso dos recursos,
que papel os estudantes, monitores e professores terão, se as atividades serão
realizadas em grupo ou individualmente, se haverá registros das atividades,
se serão utilizados outros recursos além dos objetos de aprendizagem, se os
estudantes comporão portfólios etc.
Um dos argumentos usados por educadores e desenvolvedores para a baixa
taxa de utilização de objetos de aprendizagem é que é difícil para o professor
vislumbrar boas atividades e modos de utilizá-los. Nesse sentido, extrapolando
a ideia de repositórios de objetos de aprendizagem, passaram a ser construídos
repositórios de atividades de aprendizagem que fazem uso de objetos de
aprendizagem (uzza et. al. 2004). Dessa maneira, a lista dos objetos de
aprendizagem é acompanhada por um planejamento de aprendizagem, com
a sequência das atividades que serão propostas para o uso de um determinado
objeto e uma lista com os recursos necessários para que o desenho da proposta
de aprendizagem tenha sucesso. Nesta perspectiva, aparecem novos desafios
para o Ensino de Ciências e nos parece apropriado investigar as estratégias
que os professores devem desenvolver para aproximar-se dos seus estudantes.
Desta forma, verificar como os professores podem planejar de forma diferente,
como podem avaliar o desempenho dos seus estudantes por meio de outras
ferramentas e de que maneira o professor pode se beneficiar tendo como base
estas práticas na educação cotidiana.
METODOLOGIA
Para investigar de que forma uma professora da área de Química fez uso de
uma simulação com os seus estudantes e de que forma avaliou o seu trabalho
e as atividades dos seus estudantes, escolhemos o estudo de caso (ogdan &
iklen, 1999). Nesta perspectiva, acompanhamos o trabalho de uma professora
de química durante as atividades do projeto Labvirt Química, por meio de
registros escritos, reflexões, gravações e avaliações da professora, assim como
do caderno de campo das pesquisadoras.
Descrevemos a avaliação que a professora fez sobre como os seus estudantes
trabalharam utilizando uma simulação na área da Química relacionada com os
conteúdos que ela pretendia abordar com eles. Para tanto, a professora planejou
uma atividade que evidenciasse de que forma os estudantes interagiam com
a simulação. A atividade foi planejada para duas aulas de cinquenta minutos
com estudantes do 2 ano de ensino médio (estudantes com idades entre 15
e 16 anos no rasil). O planejamento das atividades foi realizado utilizando
um repositório de simulações na internet, e a simulação escolhida pelo seu
conteúdo conceitual foi: Sua joia é verdadeira?; ver em anexo a figura 1,
disponível on line em:
(
www.labvirt.fe.usp.br,www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/
sim_qui_joias.htm
).
Um dos objetivos planejados para os estudantes era que estes reconhecessem
a situação problema na simulação e pudessem interagir com a mesma tentando
uma solução através do conhecimento teórico e da aplicação de conceitos
químicos.
A professora, ao fazer o planejamento, elaborou uma planilha para as
atividades dos estudantes, que explicitava claramente tanto os objetivos
quanto as atividades que deviam ser desenvolvidas (ver em anexo Tabela 2).
Ela também utilizou rubricas de avaliação (Andrade, 2000) para que os seus
estudantes autoavaliassem o seu aprendizado, considerando que conhecer
como eles avaliam o processo de aprendizagem enriqueceria a sua prática.
A partir da nossa leitura dos registros realizados pela professora,
propomos quatro categorias para caracterizar o perfil dela quanto à gestão
da sua prática ao utilizar a simulação com os seus estudantes. Estas
categorias de codificação foram elaboradas pelas autoras deste texto, a
partir da interpretação dos registros escritos mencionados acima e de
alguns referenciais teóricos. A categorização buscou gerar indicadores que
pudessem ajudar a identificar elementos de uma gestão pedagógica crítica
desta professora em particular.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Organizar alguns dos comentários da professora em várias categorias
facilitou a interpretação de seu papel no desenvolvimento de uma atividade
que para ela representou um desafio na prática profissional. Esta categorização
poderia permitir também comparar estes resultados com novos momentos
dela, outros contextos de uso de ferramentas digitais ou com experiências
parecidas de outros docentes.
Desta forma, as categorias empíricas propostas a partir do registro da
docente foram:
Figura 1: Imagens da simulação “Sua joia é verdadeira?”.
(
www.labvirt.fe.usp.br,www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_joias.htm
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Uso de simulações como uma dinâmica diferente para quem aprende e para quem ensina: um estudo de caso
1. Compreensão contextual da avaliação: Na qual se percebe que a docente
ampliou seu conceito de avaliação para uma visão tanto do desempenho
dos estudantes, como do processo e da sua própria atuação.
2. Competência disciplinar: A docente revela na atividade proposta ter
formação consistente na sua área de atuação disciplinar dentro de uma
área científica e identifica as dificuldades conceituais dos estudantes.
3. Competência dialógica: A docente recorre ao diálogo com os estudantes
na construção do conhecimento. Nesta categoria identificamos duas
subcategorias:
a. Estímulo ao desenvolvimento cognitivo: quando o docente estimula o
pensamento dos seus estudantes, a resolução de problemas e proposta
de alternativas e não apenas a memorização;
b. Estímulo ao desenvolvimento emocional: quando através do diálogo se
oferece a oportunidade do aluno trabalhar junto com os seus companheiros
e desenvolver a autonomia, enfrentando situações que exigem a tomada
de decisões para o amadurecimento pessoal e do grupo.
4. Habilidade didática: Esta categoria revela que a docente possui e utiliza
seus conhecimentos didático-pedagógicos que lhe permitem desenvolver seu
trabalho com autonomia e criatividade. Também nesta categoria propomos
duas subcategorias:
a. Reflexão sobre a própria prática: no registro escrito, o professor analisa
o seu trabalho, percebe a sua importância e reorienta as inadequações.
b. Reflexão sobre a natureza das dificuldades: o professor percebe e
registra as diferentes naturezas das dificuldades apresentadas por seus
estudantes e, com esta informação, pode intervir e adaptar ou reorientar
as atividades.
Os comentários da professora revelam a forma como ela se envolveu na
atividade proposta de maneira crítica, propondo e planejando as atividades,
elaborando estratégias, avaliando o processo e não o produto, refletindo
e tornando os estudantes atores protagonistas do processo, intervindo e
reorientando não apenas os estudantes e sim a própria prática educativa. Nesta
situação, torna-se evidente que a professora assumiu para si a gestão pedagógica
nos termos propostos por Soares, Valentini & Rech (2011).
A tabela a seguir (tabela 1) mostra exemplos de comentários da professora
que permitiram propor as categorias de codificação. Interpretamos, a partir
destes comentários, que alguns elementos presentes indicam uma postura
que claramente se distancia do papel apenas de transmissor de conceitos.
Nesta perspectiva e da forma que sugerem Freire (1996); Soares, Valentini
& Rech (2011); Wiske, (1999, 2004) E Scardamalia, (2006), entre outros
autores, o professor deve assumir a gestão da sua prática educativa de maneira
consciente para que da mesma forma que seus estudantes aprendam, ele
também possa aprender. A intervenção e a práxis do professor de Ciências
nesta visão podem ser caracterizadas como uma prática educativa de gestão
pedagógica crítica.
A tentativa de propor categorias para analisar o registro da professora de
química é uma atividade de interpretação nossa e certamente outras leituras
podem ser realizadas, no entanto, o relevante aqui é que ao trabalhar com a
simulação, tanto estudantes como professores podem assumir um papel ativo
e a dinâmica do espaço de aprendizagem muda favorecendo a participação,
a colaboração e o protagonismo de professor e do aluno. Esta situação em
aulas de Ciências pode melhorar a relação que os estudantes têm tanto com
o conhecimento quanto com a escola.
Com a utilização de objetos de aprendizagem, como uma simulação, o
professor melhora sua visão e seu conhecimento do processo de ensino-
aprendizagem dos seus estudantes, e também percebe novas e melhores
abordagens para o ensino, isto é, ele reflete sobre como ensinar e aprende
ao ensinar. A diversificação de alternativas ou estratégias do professor o
torna um docente que permanentemente se questiona sobre a sua prática,
desta forma, toda aula é sempre nova e motivadora não apenas para o aluno,
principalmente para ele. Por outro lado, sendo os recursos tecnológicos de
domínio dos estudantes, vale a pena que o professor se anime a entrar neste
universo, pois a mudança de atitude poderá gerar interesse e colaboração
da parte dos estudantes. Neste aspecto, cabe destacar que o professor não
precisa criar objetos de aprendizagem e acrescentar mais uma atividade à sua
atarefada vida, uma vez que existem muitos repositórios e locais on line que
disponibilizam estes recursos.
Outro aspecto a destacar é que o ensino de ciências pode deixar de parecer
sem sentido para os estudantes, pois quando os assuntos e atividades se
vinculam diretamente com a vida deles, a ciência se aproxima do universo
deles. Finalmente, a aula se transforma em um lugar de aprendizagem mútua,
de diálogo criativo e inteligente e de possibilidades de transformação social,
ao dar responsabilidade e voz ao aluno.
Para pensar nesse planejamento, que muda a dinâmica do processo de
ensino-aprendizagem, o docente deve ter informações em relação a: conteúdos
que ele quer que sejam abordados (área de conhecimento, assunto, objetivos
de aprendizagem); público alvo (idade, grau de escolaridade, conhecimentos
prévios, motivação); processo (tarefas do aprendiz, atividades cognitivas
requeridas, abordagem instrucional).
O docente deve considerar que trabalhar utilizando estes recursos é
diferente de uma aula tradicional centrada na voz e nas atividades do
professor e dessa forma, faz parte deste processo planejar em que momento
e para que objetivo ele utilizará um objeto de aprendizagem, que pode ser
uma simulação, além do tempo que ele dispõe para realizar essa atividade
e como avaliar o processo.
Uma simulação, como objeto de aprendizagem para os estudantes, pode ser
utilizada na sala de aula como tema gerador de uma discussão que levará
o aluno a indagar sobre alguns conceitos. Desta forma, o professor poderá
introduzir o conceito químico a partir das perguntas ou proposições que os
estudantes fizerem. Assim, o professor pode a partir do uso de uma simulação
promover atividades que efetivamente permitam que o estudante aprenda para
a compreensão do tema da aula, das suas relações e da sua inserção como
sujeito no mundo (Maturana, (1992); Freire (1996); Scardamalia, (2006);
Wiske, (1999, 2004); Soares, Valentini & Rech (2011)). Estas atividades
contribuem para motivar os estudantes; permitir visualizar alguma situação em
particular ou induzir alguma reflexão; incentivar processos dedutivos ou usar
a simulação para discutir algum assunto; promover a exploração, explicação,
exercitação ou aplicação de um determinado conceito; desenvolver estratégias
para trabalhar problemas abertos; avaliar um conceito ou alguma habilidade;
favorecer a integração de conhecimentos; confrontar concepções inadequadas;
ajudar a monitorar a compreensão, ajustar estratégias e favorecer a colaboração
entre os estudantes se as atividades são planejadas intencionalmente para
essas finalidades.
Tabela 1: Categorias e subcategorias propostas a partir de diversos
comentários de uma professora de Química que indicam uma postura
de gestão pedagógica crítica.
CATEGORIA Exemplos de comentários da professora
I. Compreensão con-
textual da avaliação
Após realizarem a atividade individual, percebi a
diculdade de alguns estudantes em perceber qual
era a situação problema, outros em ler e interpretar
o que estava sendo pedido, ou de preencher a
tabela.
II. Competência
disciplinar
Outra diculdade foi que muitos não compreende-
ram o conceito de densidade, apesar de saber rea-
lizar os cálculos.
III. Competência
dialógica
a. Estímulo ao desen-
volvimento cognitivo.
Ao visualizar todas essas diculdades, discuti com
os estudantes a respeito de quais eram os objetivos
das simulações, e que para elaborar uma simulação
eles deveriam pesquisar muito e compreender a im-
portância da simulação ser atrativa.
b. Estímulo ao
desenvolvimento
emocional.
Discuti com os estudantes a respeito ter uma situa-
ção problema real, e compreender bem os conceitos
relacionados com seu tema, para assim poderem
realizar juntos suas próprias simulações.
IV. Habilidade
didática
a. Reexão sobre a
própria prática.
Para mim foi importante a realização desta ativi-
dade, pois pude perceber quais eram as diculda-
des dos estudantes ao interagirem nas simulações
e intervir.
b. Reexão sobre a
natureza das dicul-
dades.
As diculdades dos estudantes: leitura e interpre-
tação, preenchimento de tabelas, compreensão do
que é uma situação problema.
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Uso de simulações como uma dinâmica diferente para quem aprende e para quem ensina: um estudo de caso
CONCLUSÕES
Uma forma de repensar a natureza do trabalho do professor em sala de aula
é contribuir para que ele se perceba e atue como um intelectual transformador
(Giroux, 1997) e não apenas como um técnico que executa as ideias de outros.
Para este autor nenhuma atividade humana, não importa o quão de rotina seja,
pode ser abstraída do pensamento. Assim, o professor pode atuar como um
intelectual e não como técnico aplicador de estratégias pensadas por outros.
Esta postura é uma mudança de cultura urgente diante da crise da escola
e da crise do ensino de ciências, discutido inúmeras vezes por destacados
investigadores da área do ensino de ciências como Fourez, (2003); Lemke,
(1996); Praia et al. (2007), entre outros.
Essa mudança de cultura precisa ser alavancada e sustentada por casos
de sucesso e por material que facilite o processo de adoção, por parte de
professores e instituições, de objetos de aprendizagem. É essencial que
professores, coordenadores e diretores tenham à mão material que facilite o
acesso aos recursos tecnológicos, como simulações, demonstrações, planilhas
de acompanhamento, entre outras.
Por outro lado, é preciso resgatar este hábito de escrever sobre a própria
prática como observado nos documentos do registro da experiência da
professora de química, tendo em vista que além da possibilidade de uma
reflexão mais sistemática, o texto permite a leitura e releitura, gerando
interpretações e novos questionamentos do próprio autor. O texto escrito se
transforma também em objeto de análise, isto significa que a elaboração e a
leitura dos registros surgidos, por exemplo, a partir das anotações do professor
ou das rúbricas dos estudantes, pode transformar a prática docente em objeto
de pesquisa e reflexão para o próprio docente, enriquecendo a sua formação
em exercício.
Existe a necessidade de que tanto estudantes e profissionais quanto o
público em geral tenham a possibilidade de acesso e uso da tecnologia, não
apenas do ponto de vista técnico, mas do ponto de vista de novas formas
de pensar. De acordo com Lévy (1993), todos os recursos tecnológicos
disponíveis hoje aparecem como novas tecnologias intelectuais. Na
perspectiva particular do Ensino de Ciências, a tecnologia além de contribuir
para que os estudantes compreendam melhor os conceitos científicos básicos
pode contribuir também na formação de cidadãos educados cientificamente
e humanizados, que assumam uma perspectiva ética e o exercício da reflexão
crítica (Freire, 1996).
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ANEXOS
Tabela 2: Planilha de trabalho para os estudantes sobre a atividade de uso da
simulação Sua joia é verdadeira disponível em:
http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_joias.htm
ATIVIDADE DE QUIMICA: SIMULAÇÃO DO LABVIRT
TITULO: SUA JOIA E VERDADEIRA?
Nome: _________________________ n ___ Serie: 2 D Data _________
Objetivo: Conhecer a simulação do LAVIRT, reconhecer nela a situação problema
e interagir tentando solucionar este problema através dos conceitos químicos.
1. Qual e a situação problema descrita; nesta simulação?
2. Qual e a sugestão dada pelo vendedor para resolver o problema?
3. Qual o volume de água que você colocou na proveta?
Na amostra 1 =
Na amostra 2 =
Na amostra 3=
4. Qual jóia você escolheu?
( ) broche de alfinete ( ) broche de gravata
( ) broche de borboleta ( ) colar
5. Qual a massa que você escolheu para a sua jóia?
Na amostra 1: ( ) 25g ( ) 50g ( ) 75g ( ) 100g
Na amostra 2: : ( ) 25g ( ) 50g ( ) 75g ( ) 100g
Na amostra 3: : ( ) 25g ( ) 50g ( ) 75g ( ) 100g
6 . V o c ê d e v e r a r e a l i z a r t r ê s t e s t e s m u d a n d o a p e n a s a m a s s a e o v o l u m e e p r e e n c h e r
a tabela abaixo.
Obs. Não pode mudar de jóia (de amostra)
Amostra Massa (g) Volume (mL)
(variação de volume) Densidade (g /mL)
1
2
3
1. Qual é o metal de sua jóia?
2. A amostra que você escolheu é uma jóia preciosa ou uma bijoux?
3. O que você entendeu que é densidade?
Received 14-09- 2012/ Approved 29-04-2013
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Resumo
As atuais exigências conceptuais do domínio tecnológico e científico determinam
que a aprendizagem das ciências promova o desenvolvimento de competências
diversas como, por exemplo, o espírito crítico e a autonomia. O atual currículo
português de ciências físicas e naturais do 3 ciclo do ensino básico, implementado
em 2001, reforça a necessidade de desenvolvimento dessas competências, sugerindo
metodologias e estratégias apoiadas numa perspetiva de ensino orientada para a
investigação inquiry based-teaching. Integrado num estudo de caso realizado numa
escola do distrito do Porto Portugal, a presente investigação visa analisar de que
forma 14 professores, 7 de ciências naturais CN e 7 de ciências físico-químicas
CFQ, interpretam, avaliam e implementam as orientações curriculares. O artigo
apresenta o posicionamento destes participantes através da análise de um questionário
e das análises de conteúdos às respostas obtidas em entrevistas individuais e semi-
estruturadas. Os professores consideraram existir um certo desajustamento entre
o que é preconizado nas orientações veiculadas pelo Ministério da Educação e o
que realmente conseguem aplicar em sala de aula, evidenciando um afastamento
relativamente aos pressupostos de um ensino dirigido para a investigação.
Palavras-chave: currículo de ciências, competências, ensino orientado para a
investigação, avaliação, estudo de caso.
Abstract
The technological and scientific conceptual demands of the contemporary world require
science teaching to promote the development of different competences like critical
thinking and autonomy. The current Portuguese sciences curriculum, implemented
in 2001, reinforces the need to develop these competences and suggests an inquiry
approach. In the scope of a case study performed in a school of Oporto district
Portugal, the present research analysis how 14 science teachers 7 natural sciences
teachers and 7 physics and chemistry teachers evaluate the implementation of the
sciences curriculum. The article presents the position of these participants through
the analysis of answers to questionnaires and the content analysis of individual
and semi-structured interviews. A certain disparity between what is written in the
curriculum by the Ministry of Education and teachers practices reveals that teachers
methodologies are quite far from an inquiry approach.
Key-words: sciences curriculum, competencies, inquiry approach, evaluation and
case study.
INTRODUÇÃO
Tendo em consideração o contexto científico da sociedade em que vivemos,
impõe- -se de forma crescente a necessidade de formar indivíduos cientificamente
literatos. Este imperativo justifica que a Educação em Ciências tenha um papel
crucial na sociedade moderna, quer por razões culturais, quer democráticas,
quer económicas (Sjberg & Schreiner, 2010). Podemos encarar a cultura
científica em termos do desenvolvimento cultural dos cidadãos, mas também
como condição para o desenvolvimento económico e inovação, imprescindível
numa economia global baseada no conhecimento e competitividade, e orientada
para a tecnologia (Sjberg & Schreiner, 2010). Tal como refere Guimarães e
colaboradores (2006), uma educação em ciências naturais que não considere
as relações Ciência/Tecnologia/Sociedade/Ambiente comete a imprudência de
negligenciar a educação e a própria cidadania. Apesar de toda a importância
da educação em ciências, assiste-se a um decréscimo do número de alunos a
optar por carreiras científicas (European Comission, 2004), havendo estudos
que demonstram que o ensino das ciências apresenta lacunas em diversas
dimensões (Sjberg & Schreiner, 2010). Estudos indicam também que o nível
de literacia científica na Europa, em geral, é baixo (European Comission,
2004; Freire et al., 2011), sendo de realçar que, qualquer que seja a carreira
profissional pretendida pelos estudantes, todos precisam de ser educados para
serem consumidores críticos do conhecimento científico (Osborne & Dilon,
2008). Assim, os indivíduos devem ser capazes de se adaptarem aos desafios
de um mundo em permanente alteração, tomando decisões responsáveis e
baseadas em conhecimento científico (Holbrook & Rannikmae, 2009). A escola
deve ter um papel essencial na formação de indivíduos responsáveis, críticos e
informados, de forma a garantir que se aprenda o que se vai precisar, pessoal
e socialmente, para uma boa integração social e que se faça um uso adequado
dos conhecimentos (Almeida & César, 2007; Roldão, 2008). Surgiu, assim, a
necessidade de organizar o currículo para o desenvolvimento de competências,
ou seja, em concebê-lo para que se construam conhecimentos que forneçam
a base para aprender ao longo da vida e que permitam o desenvolvimento de
competências que facultem uma análise crítica do que nos rodeia, a tomada
de decisões e a resolução de problemas. Não se pretendia com este currículo
relativizar o conhecimento conceptual, mas desejava-se uma apropriação sólida
e ampla dos conteúdos e que estes fossem mobilizados de forma integrada,
face às diferentes situações e contextos (Roldão, 2008; Leite, 2003). De facto,
o currículo português de ciências físicas e naturais foi estruturado de acordo
com objetivos particulares ao nível dos conteúdos, mas também ao nível de
novas metodologias de ensino e aprendizagem, tendo em consideração as
recomendações europeias (Freire et al., 2011). Assim, são sugeridas uma panóplia
de estratégias e metodologias que se enquadram numa perspetiva de ensino
orientada para a investigação (EOI), do inglês inquiry-based learning IBL,
que favorecem um envolvimento ativo individual dos estudantes e a criação
de situações que facilitem uma construção pessoal de conhecimento efetivo
mediado pela interação social. De acordo com esta perspetiva, o professor
deve, então, ser responsável por criar situações que estimulem e facilitem a
aprendizagem do aluno, sendo este ativo no seu enriquecimento, tornando-
se capaz de compreender e atuar na realidade social (Predebon & Del Pino,
2009). A implementação desta perspetiva de ensino já mostrou a sua eficiência
a nível internacional, contribuindo para o aumento do interesse e motivação
dos estudantes (Vasconcelos et al., in print). Um estudo português baseado
na análise documental dos currículos dos 19 países da OCDE que obtiveram
melhores resultados do que Portugal no PISA 2009, relativamente à literacia
científica, mostrou que todos recomendavam um Ensino por Investigação
no ensino e aprendizagem das ciências (Amador, et al., in print). Fogleman
e colaboradores (2011) referem que o envolvimento ativo dos alunos na
investigação em ciência é um fator preponderante na aprendizagem efetiva
de conceitos científicos chave e que os professores necessitam de possuir
experiência na implementação de um currículo orientado para a investigação,
de modo a contribuir de forma positiva na aprendizagem dos alunos. No
entanto, os professores portugueses mostram-se muitas vezes relutantes em
alterar as suas práticas, apresentando razões, como a extensão do currículo
e as atitudes negativas dos alunos perante a ciência, como pretexto para não
alterarem as suas práticas e metodologias de sala de aula (Galvão, et al., 2011).
No entanto, os professores são peças fundamentais na renovação do ensino das
ciências, sendo as suas decisões fulcrais nas experiências educativas dos alunos
(European Comission, 2007; Fogleman et al., 2011). De facto, o professor
deve ser reconhecido como sujeito fundamental nas mudanças que ocorrem
na educação escolar e não como um mero apêndice das reformas educacionais
(Torres, 1998 citado por Guimarães et al., 2006; Guimarães et al., 2006). O
professor deve assim ser capaz de superar obstáculos relacionados com as suas
crenças pessoais e profissionais, sendo as inovações fruto de reflexão sobre
a ação e não apenas tentativas pontuais de se adequar a orientações externas.
Por outro lado, mudanças educacionais requerem um esforço conjunto de
professores, escolas e de um substrato político, comprometido com a justiça
social (Guimarães et al., 2006).
Avaliação do currículo português de ciências físicas e naturais: o que pensam os
professores?
Evaluation of the Portuguese curriculum of physics and natural sciences: what do
teachers think?
torres, j.1
, VAsConCelos, C.2
1 Centro de Geologia da Universidade do Porto, 2 Faculdade de Ciências/Centro de Geologia da Universidade do Porto, Portugal, jmstorres@
gmail.com,csvascon@fc.up.pt
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Avaliação do currículo português de ciências físicas e naturais: o que pensam os professores?
Neste âmbito, torna-se fundamental compreender de que forma é que os
professores portugueses interpretam e implementam o currículo de ciências,
analisando quais as dificuldades com que estes se deparam. Diversos trabalhos
referem a necessidade de melhoria nas escolas, essencialmente a nível de três
parâmetros: (i) o próprio currículo - o que se ensina; (ii) o estudante e suas
especificidades - para quem se ensina; (iii) a metodologia de ensino - como se
ensina (Rodrigues & Furtado, 2011), sendo que a interligação dos três é feita
pelo professor, o mediador de todo o processo. Nesta perspetiva, os resultados
que se apresentam, e que integram um estudo de caso inserido num projeto de
investigação que pretende avaliar o currículo português de ciências físicas e
naturais do 3 ciclo do ensino básico, traduzem a opinião de 14 professores de
uma escola do norte de Portugal relativamente à implementação das referidas
orientações curriculares e deixam transparecer as preocupações e ansiedades
relativamente ao pretendido, ao alcançado e ao futuro da educação em ciências
neste nível de ensino.
METODOLOGIA
Um estudo de caso focaliza-se na investigação de um fenómeno actual no seu
próprio contexto, procurando responder a questões de como e porquê
(Yin, 2003; Carmo e Ferreira, 2008). Yin (2003) define estudo de caso como
uma investigação empírica que investiga um fenómeno contemporâneo no
seu contexto real, quando as fronteiras entre o fenómeno e o contexto não
são claramente evidentes, sendo usadas fontes múltiplas de dados. O presente
trabalho reflete o posicionamento de professores que participaram num estudo
de caso que se insere num estudo de caso múltiplo. Pretendia-se compreender
aprofundadamente a complexidade de relações e de factores que interferem
com a interpretação e implementação do currículo nacional e os seus impactos
a nível das aprendizagens esperadas para os alunos. Assim, realizaram-se
diversos estudos de caso em diferentes escolas de Portugal, tendo-se recolhido
informação diversa apoiada em múltiplos instrumentos e variados participantes
(alunos, professores, diretores escolares).
Os resultados apresentados neste artigo referem-se apenas à análise do
pensamento de 14 professores que acederam colaborar no estudo de caso
na região norte do país, procurando-se encontrar algumas respostas que
possibilitem a reorientação e redefinição do ensino das ciências em Portugal.
Instrumento
A equipa de investigação desenvolveu e validou um questionário e um guião
de entrevista semi-dirigida referentes à opinião e interpretação dos professores
de CN e de CFQ do currículo e à forma como o aplicam em sala de aula.O
questionário foi elaborado após uma análise de conteúdo apoiada na revisão
de literatura da especialidade e submetido para apreciação de um painel de
especialistas constituído por cinco professores do 3 ciclo do ensino básico
habituados a lecionarem os conteúdos curriculares de ciências em análise. As
recomendações do painel foram analisadas e incorporadas tendo sempre presente
as finalidades da aplicação deste instrumento de investigação. Um elemento da
eq