Vários autores realçam o papel desempenhado por agentes da educação não formal, nomeadamente centros de ciência, jornais, parques naturais, clubes de ciência, rádio, televisão, cinema, internet, etc. na promoção da literacia científica (Reis, 2006). Estes agentes complementam cada vez mais o ensino formal das ciências e podem inclusivamente ajudar a melhorá-lo. A educação não formal proporciona recursos pouco usuais e atividades que motivam e atraem os alunos para a ciência e a tecnologia, tais como museus interativos, feiras e jornadas de ciência (Oliva, Matos e Acevedo, 2008). Os clubes de ciências permitem reforçar o gosto pelas ciências, apresentam atividades não meramente académicas e formais e constituem uma oportunidade para melhorar as competências dos alunos ao nível do saber-fazer (Silva, 2009).

O Clube do Ensino Experimental das Ciências (CEEC) do Agrupamento de Escolas Fernão de Magalhães é um espaço facultativo de ensino não formal onde o ensino e a aprendizagem estão focados no aluno, cabendo ao professor o papel de supervisor e de dinamizador deste espaço. Nos dez anos de funcionamento participaram 255 alunos do ensino secundário e as atividades desenvolvidas foram diversificadas. Dessas atividades destacamos a preparação das fichas de avaliação, as atividades ilustrativas, a participação em projetos e concursos, o laboratório aberto, as Olimpíadas de Física e Química, as competições fis do PmatE e as atividades investigativas que permitiram a obtenção de várias medalhas, a melhoria do rendimento escolar dos alunos e a obtenção de alguns prémios a nível nacional (Teixeira e Soares, 2015; Teixeira, Soares e Caramelo, 2015).

A história da Escola Secundária Fernão de Magalhães remonta a 3 de setembro de 1903 e as atuais instalações foram inauguradas em 1944 (Machado, 2006). O laboratório de Física está equipado com um acervo de instrumentos que, em períodos distintos, foram enviados pelos órgãos responsáveis ou adquiridos e que possuem valor como artefactos da cultura material da escola. Desde 2003 a coleção de instrumentos está inventariada estando, atualmente, em construção a ficha descritiva de cada uma das peças.

Felgueiras (2005) defende a importância da museologia na conservação e comunicação da herança educativa e refere que, no final do século XX, desenvolveram-se, na Europa, coleções escolares e museus, com o objetivo de mostrar e analisar o passado educativo das comunidades. Em Portugal, o projeto Instrumentos Científicos Antigos no Ensino e Divulgação da Física tem como objetivos o levantamento e estudo de instrumentos antigos de Física e Química existentes nas escolas secundárias mais antigas. Os resultados deste projeto estão disponibilizados no site O Baú da Física e Química (Malaquias, 2004). A Escola Secundária Fernão de Magalhães colaborou com este projeto tendo sido disponibilizada no site a informação de nove instrumentos.

A nossa experiência de vários anos de utilização destes instrumentos permitiu-nos confirmar o seu enorme potencial para o ensino não formal e formal das ciências, em geral, e para o ensino/aprendizagem da Física, em particular. Assim, no ano escolar 2014/2015 propôs-se aos alunos, inscritos no CEEC, a realização de uma atividade centrada no estudo e investigação dos instrumentos antigos do laboratório de Física da escola. O resultado da investigação foi aproveitado para a realização de algumas atividades ilustrativas no dia do laboratório aberto da escola e para a reintrodução desses instrumentos nas práticas letivas. O desafio foi aceite por 12 alunos (8 do 11.º ano e 4 do 10.º ano).

Neste contexto, este trabalho tem como objetivos valorizar os instrumentos antigos do laboratório de Física, motivar e atrair os alunos para a aprendizagem da Física e mostrar como podem ser usados os instrumentos antigos para aprender e ensinar Física.

 Relato da prática profissional

A prática focada na valorização de instrumentos antigos iniciou-se em março de 2015 envolvendo alunos do ensino secundário do CEEC. Cada aluno ou grupo de dois alunos começou por escolher um instrumento. Constatou-se que alguns instrumentos estavam danificados mas a maior parte encontrava-se num bom estado de conservação, o que justifica ainda mais a sua reintrodução nas práticas letivas. Numa primeira fase, os instrumentos foram fotografados e cada grupo de trabalho teve como tarefa investigar e recolher, até ao final do ano letivo, informação sobre a identificação dos instrumentos em manuais antigos do ensino da Física e em catálogos antigos de fabricantes nacionais e internacionais existentes na escola e na internet. Dessa investigação resultou a recolha de vários elementos relacionados com os instrumentos, como, por exemplo, esquemas, desenhos, faturas, manuais dos instrumentos e descrições de atividades.

No início do ano letivo 2015/2016 iniciou-se a elaboração da ficha descritiva de vários instrumentos, estando concluídas dez fichas em dezembro de 2015. Posteriormente planificou-se o dia do laboratório aberto e refletiu-se sobre quais os instrumentos que poderiam fazer parte dessa atividade, de modo a garantir a atenção do público e que a explicação física do seu funcionamento fosse de fácil entendimento. Entretanto, o envolvimento dos grupos de trabalho, em torno dos instrumentos antigos, acabou por despertar o interesse dos professores responsáveis pelo projeto Física e Química para os + pequenos, que decidiram utilizar dois instrumentos para o desenvolvimento de atividades na educação pré-escolar e no 1.º ciclo do ensino básico.

Ficha descritiva dos instrumentos

A lista de instrumentos investigados foi a seguinte: anel de ‘s Gravesande, bobine de Tesla, baroscópio, câmara escura, caleidoscópio, cronómetro, duplo cone, hemisférios de Magdeburgo, osciloscópio e plano inclinado.

Com as informações recolhidas foi possível elaborar uma ficha descritiva com o nome, a fotografia, o número de inventário, a área temática, as dimensões, os materiais constituintes, a descrição e o funcionamento. Para alguns instrumentos foi, ainda, possível completar a ficha com o preço, o ano de obtenção, o fabricante, a empresa que o comercializou, as imagens de catálogos da época, as descrições ou esquemas em manuais antigos e a atualização do valor do instrumento entre o momento da aquisição e o ano de 2015, com base nas taxas de variação do índice de preços no consumidor.

No final desta etapa os alunos envolvidos no projeto sabiam utilizar os instrumentos, explicar o seu funcionamento e dominavam/conheciam a Física que se pretendia explorar com a sua utilização.

As Figuras 1-3 mostram algumas das informações constantes das fichas de três instrumentos (plano inclinado, osciloscópio e hemisférios de Magdeburgo).

Figura 1 - Plano inclinado, dimensões e respetiva imagem no catálogo da Leybold de 1903.

Figura 2 - Osciloscópio, manual de 1960 e respetiva fatura de 1963.

Figura 3 - Hemisférios de Magdeburgo e referencias à sua experiência em manuais de Física Experimental de 1936, 1960 e 1906.

Dia do laboratório aberto

Uma das atividades desenvolvidas pelos alunos do CEEC é o dia do laboratório aberto. Nesse dia os alunos dão a conhecer à comunidade escolar e local as atividades realizadas no CEEC, podendo algumas ser executadas pelos visitantes sob a orientação dos alunos responsáveis. Os instrumentos antigos utilizados nas atividades desse dia, 5 de maio de 2016, foram os seguintes: bobine de Tesla, hemisférios de Magdeburgo, baroscópio e duplo cone. No total os alunos do CEEC dinamizaram 16 atividades estando quatro delas relacionadas com instrumentos antigos.

As atividades apresentadas neste dia são do tipo ilustrativo de modo a confirmarem a veracidade do conhecimento previamente apresentado (Leite, 2000) e a motivar os visitantes (Teixeira, Soares e Caramelo, 2015). Estas atividades têm uma duração curta, normalmente demoram menos de 15 minutos, e são sempre acompanhadas da explicação física do fenómeno ilustrado e da respetiva ligação a tópicos do ensino secundário.

A Figura 4 mostra os alunos no dia do laboratório aberto a realizar, a orientar, a explicar e a ensinar a Física relativa a estes quatro instrumentos. É de salientar o interesse e a atenção dada pelos visitantes às explicações prestadas pelos alunos responsáveis pela dinamização das atividades.

O número de visitantes foi de, aproximadamente, 300.

Figura 4 - Quatro instrumentos antigos utilizados no dia do laboratório aberto (duplo cone, bobine de Tesla, baroscópio e hemisférios de Magdeburgo).

Projeto Física e Química para os + pequenos

Este projeto resultou da parceria entre a Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro e os Agrupamentos de Escolas Fernão de Magalhães e Dr. Júlio Martins, tendo por objetivos, entre outros, colocar as crianças da educação pré-escolar e os alunos do 1.º ciclo em contacto com a metodologia própria das ciências e fomentar uma atitude científica e de permanente experimentação.

Os instrumentos usados neste projeto foram o anel de ‘s Gravesande e o duplo cone (Figura 5). O anel de ‘s Gravesande foi utilizado como complemento ao estudo da dilatação de metais numa atividade do tipo prevê-observa-explica-reflete. O duplo cone foi utilizado em exercícios de manipulação do rolamento de sólidos geométricos não poliedros. A subida do duplo cone no plano inclinado foi apresentada como um desafio para as crianças/alunos resolverem.

As atividades foram realizadas em 11 turmas da educação pré-escolar e 19 do 1.º ciclo do ensino básico do distrito de Vila Real, contemplando um total de 453 alunos.

Figura 5 - Anel de ‘s Gravesande e duplo cone utilizado nas atividades da educação pré-escolar e do 1.º ciclo do ensino básico.

Discussão e avaliação da implementação da prática profissional

Com o objetivo de conhecer a recetividade dos alunos do CEEC e dos visitantes do dia do laboratório aberto relativamente às atividades realizadas foi aplicado um questionário de opinião. Nesse questionário foi pedido aos alunos e aos visitantes que manifestassem a sua opinião relativamente às afirmações apresentadas na Tabela 1, de acordo com a seguinte categorização: “Totalmente em desacordo”, “Em desacordo”, “Não concordo nem discordo”, “De acordo” e “Totalmente de acordo”.

Os questionários de opinião apresentam-se como um dos instrumentos de avaliação abrangidos na técnica de recolha de informação por inquérito mais vocacionados para a avaliação de aspetos relacionados com o domínio afetivo e apresentam como grandes vantagens a fácil recolha e análise da informação (Leite, 2000).

Tabela 1 - Afirmações presentes no questionário de opinião aplicado aos alunos do CEEC e aos visitantes do dia do laboratório aberto.

Nas Figuras 6 e 7 apresentam-se, respetivamente, os resultados obtidos, dos questionários aplicados com as afirmações da Tabela 1 aos alunos do CEEC (12) e aos visitantes do dia do laboratório aberto que responderam ao questionário (45).

Figura 6 – Resultados do questionário aplicado aos alunos do CEEC. Os rótulos associados às cores representam o número de alunos e a respetiva percentagem, de acordo com a categorização.

Da análise da Figura 6 constata-se que os alunos estão de acordo (50 %) ou totalmente de acordo (50 %) com a elaboração das fichas dos instrumentos no clube; de acordo (33 %) ou totalmente de acordo (67 %) que a elaboração das fichas descritivas permite a valorização do material escolar antigo e de acordo (83 %) ou totalmente de acordo (17 %) que a atividade contribuiu para a sua aprendizagem. Verifica-se, ainda, que apenas 17 % dos alunos não concordam nem discordam com o interesse e a motivação gerados por esta atividade enquanto 67 % manifestaram a sua concordância e 17 % a sua total concordância. Contudo, 25 % não pensam repetir esta atividade no próximo ano letivo, 42 % não concordam ou discordam com a sua repetição e 33 % estão de acordo.

O desinteresse manifestado por alguns alunos relativamente à repetição desta atividade tem a ver com o facto de 67 % dos alunos (8 alunos) estarem a frequentar o 12.º ano, no ano letivo 2015/2016 e no próximo ano não serem alunos da escola. Também não pode ser ignorado que alguns alunos mostraram ter interesse por outras atividades do CEEC (Teixeira, Soares e Caramelo, 2015).

Figura 7 – Resultado do questionário aplicado aos visitantes do dia do laboratório aberto. Os rótulos associados às cores representam o número de visitantes e a respetiva percentagem, de acordo com a categorização.

No que respeita aos resultados do questionário aplicado aos visitantes, Figura 7, verifica-se que relativamente ao enquadramento das atividades com instrumentos antigos no dia do laboratório aberto, somente 9 % estão em desacordo, 22 % não concordam nem discordam, 56 % estão de acordo e os restantes 13 % estão totalmente de acordo. Quanto à valorização do material escolar, 56 % estão de acordo e 44 % totalmente de acordo. De acordo com 56 % dos visitantes estas atividades são interessantes e motivadoras, 33 % não concordam nem discordam e 11 % não concordam com esta afirmação. A totalidade dos visitantes considera que pode ser importante para a aprendizagem a realização destas atividades, sendo que 16 % estão totalmente de acordo. No que respeita a repetirem a visita no próximo ano letivo, 67 % estão de acordo ou totalmente de acordo, 16 % não concordam nem discordam, 13 % estão em desacordo e 4 % (dois visitantes) estão em total desacordo.

O possível desacordo de alguns visitantes relativamente ao enquadramento e interesse destes instrumentos no laboratório aberto pode estar relacionado com a inevitável comparação entre as diferentes atividades do CEEC, que foram realizadas em simultâneo no laboratório de Física, e pelas quais tiveram maior preferência.

O desacordo ou total desacordo manifestado pelos visitantes em relação a uma visita no próximo ano letivo poderá advir do facto de alguns visitantes serem alunos finalistas ou de outras escolas e da visita ser realizada em horário laboral.

Comparando as respostas dos alunos do CEEC com a dos visitantes que responderam ao questionário verifica-se que estas são semelhantes para as afirmações B e D (acordo ou totalmente de acordo). Quanto à afirmação C, 56 % dos visitantes e 84 % dos alunos estão de acordo ou totalmente de acordo com esta afirmação. Relativamente à afirmação E apenas 4 alunos (33 %) estão de acordo com a repetição da atividade enquanto 67 % dos visitantes pensam repeti-la no próximo ano letivo.

Relativamente à atividade com o anel de ‘s Gravesande realizada no projeto Física e Química para os + pequenos pode verificar-se pela análise da Tabela 2 que todos os alunos do 1º ciclo e a grande maioria das crianças da educação pré-escolar conseguiram fazer previsões corretas acerca do que iria acontecer à esfera do anel de ‘s Gravesande, depois de aquecida pela lamparina. A grande percentagem de previsões corretas deve-se ao facto desta atividade ser antecedida de uma outra atividade contemplando a dilatação de dois varões metálicos.

Tabela 2 – Percentagem de alunos que atingiram os objetivos propostos.

No que concerne à explicação do que observaram, apenas algumas crianças de 3 anos foram capazes de o fazer, mas cerca de metade das crianças de 4 anos, a maioria das crianças de 5 anos e dos alunos do 1º ano e, ainda, a totalidade dos alunos do 2º, 3º e 4º ano foram capazes de explicar o ocorrido.

Da análise dos registos dos alunos constatamos que 83 % preferiram a atividade do anel de ‘s Gravesande em detrimento da atividade da dilatação dos varões metálicos.

O duplo cone foi inserido numa atividade contemplando o rolamento, num plano inclinado, de sólidos geométricos não poliedros. Para a atividade usaram-se esferas, cilindros, cones, o duplo cone e o duplo cone invertido. No final solicitou-se aos alunos que fizessem o registo do sólido preferido e 92% optaram pelo duplo cone justificando que “ele enganava-nos e parecia magia…”

 Conclusões

A análise aos questionários aplicados aos alunos do CEEC e aos visitantes do dia do laboratório aberto mostrou que este tipo de atividades permite a valorização do material escolar antigo e contribui para a aprendizagem.

O acervo de instrumentos antigos que várias escolas possuem é útil para o ensino-aprendizagem da Física e pode ser usado para o desenvolvimento de projetos em qualquer setor ou nível de ensino. Os alunos mostram interesse por este tipo de instrumentos sendo um fator motivacional para a aprendizagem da Física e das ciências em geral. Este tipo de atividades também contribui para a preservação da memória da escola.

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Surge em articulação com a realização do Encontro Internacional: A voz dos professores de C&T (VPCT2016), que decorreu na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro e esteve aberto a outras contribuições.

Todas as submissões foram sujeitas a um processo de revisão duplamente cego por, pelo menos, dois revisores da respectiva área científica. Depois deste processo, os manuscritos aceites foram revistos pelos respectivos autores para incorporar as sugestões feitas pelos revisores. Por fim, os artigos seleccionados para publicação neste número tiveram um processo de edição adicional.

Os catorze artigos aqui apresentados são contribuições de professores e investigadores em ensino de Matemática, de Ciências da Natureza, de Física e Química, Biologia e Ambiente ou contribuições em temas transversais de da educação científica. Os autores são oriundos do Brasil, Espanha e Portugal.

A investigação das práticas de ensino de C&T é uma importante área de trabalho da investigação em educação inserida numa linha de trabalho designada internacionalmente de Investigação em Ensino de Ciências, Tecnologia, Engenharia e Matemática (STEM). Os artigos deste número enfatizam, em particular, relatos de práticas em educação científica constituindo-se um importante contributo para esta linha de investigação relevante quer para a comunidade de investigadores e sobretudo para os profissionais da educação científica.

A Sensos-e pretende assim, com este número, contribuir para uma sociedade dotada de literacia científica e tecnológica colocando em diálogo diversos atores relevantes nesta área e divulgando o seu trabalho.

Esperamos que, tal como aconteceu no VPCT2016, a publicação destes artigos na Sensos-e possa alcançar um público heterogéneo de professores, educadores e investigadores, mas mais vasto, interessados em dinamizar a sua ação para a melhoria da literacia científica e tecnológica das gerações futuras, num diálogo permanente e frutífero entre a investigação e a prática educativa.

Aproveitamos, finalmente, para agradecer aos membros do Conselho Editorial da Sensos-e e ao grupo de especialistas que aceitaram rever estes trabalhos.

Recebemos 19 propostas de artigos, com origem em Portugal e Brasil, tendo sido enviados para revisão apenas 18, uma vez que um não incluía elementos multimédia. Da revisão duplamente anónima (“double blind”), efetuada por elementos do conselho editorial ou, em casos específicos, por revisores indicados por elementos que o constituem, resultou a aceitação de 12 artigos para publicação. Cinco dos artigos são publicados em secção específica. O elevado número de artigos atesta o interesse pela temática deste número e é revelador da investigação e intervenção realizada nos seus diversos domínios. Pela sua qualidade, decidimos publicar todos os artigos transformando o N.º 1, do Volume 3, da revista, num número especial.

O artigo (Por) Portas e Travessas: Ensino, Investigação e Intervenção Social na e com a Cidade, de Rosalina Costa, descreve uma experiência que promove a reflexão sobre a relação entre o ensino superior, a investigação e a intervenção social. O projeto que a autora nos apresenta é simultaneamente uma experiência inovadora de ensino-aprendizagem na iniciação à investigação científica de estudantes do ensino superior, e um projeto de intervenção social implicado na comunidade local. Inscrito no plano de atividades de 2015 do CLASE – Conselho Local de Acção Social de Évora, o projeto contribuiu para analisar e compreender a experiência do envelhecimento da população na relação com o espaço urbano do centro histórico de Évora.

Em Uma cidade que se desafia. Relato de um projeto municipal de educação não formal para a promoção do sucesso escolar, da autoria de Filipe Martins, Susana Constante Pereira, Liliana Lopes, Patrícia Costa, Teresa Ferreira, Ana Oliveira, é apresentado o projeto comunitário “Desafia-te”, desenvolvido com jovens em risco de abandono escolar e com marcas de insucesso escolar bem visíveis. Este projeto insere-se numa lógica preventiva, visando a aquisição de aprendizagens e a promoção de competências nos estudantes de forma a fazerem face aos desafios da escola e da sociedade. Foi desenvolvido num contexto comunitário, no âmbito da educação não formal, e envolveu jovens dos 14 aos 18 anos, encarregados de educação e diferentes atores locais. O artigo clarifica o método, as técnicas e as ações do projeto, e traduz de forma inequívoca as grandes potencialidades da Rede Territorial Portuguesa das Cidades Educadoras.

Sofia Veiga e Maria João Antunes, no artigo intitulado Escola para quê e para quem? Redescobrindo sentidos comunitários. Um projeto de educação social na Escola da Ponte, descrevem um projeto de educação social desenvolvido na Escola da Ponte, suportado pela metodologia de investigação-ação participativa. Este projeto partiu de um problema concreto, decorrente da deslocalização da instituição educativa para uma nova freguesia, da necessidade de uma participação ativa dos atores sociais e educativos no novo contexto para uma escola aberta à comunidade, e sustentou-se nas conceções da Escola Cidadã e da Cidade Educadora. No artigo, as autoras fazem uma breve contextualização do projeto e revisão da literatura, centrando-se essencialmente na apresentação dos objetivos, desenvolvimento e avaliação do projeto.

O artigo Escola de Luta: um projeto de memória, de denúncia e de anúncio, da autoria de Elaine Santos, permite refletir sobre as interinfluências entre as questões educativas, políticas e sociais, e a importância de um ensino-aprendizagem realizado através de projetos, partindo da apresentação de alguns projetos desenvolvidos na Escola Estadual Parque Marajoara II (São Paulo, Brasil). Sustentada pelas ideias de Paulo Freire, a autora releva a importância de uma escola transformadora, que forme sujeitos ativos e participantes, construtores das suas próprias histórias e conscientes das suas capacidades para mudar o mundo. Termina, reforçando o compromisso social da educação.

Os benefícios da música para a pessoa com doença mental surgem reconhecidos no projeto de investigação-ação descrito no artigo Contratempo: utilização da música como um instrumento de inovação social para o combate ao estigma na doença mental, da autoria de Carlos Campos, Tiago Rodrigues, João Pereira, Luís Ribeiro, Ana Morais, Teresa Santos, Filipa Campos, Liliana Silva, Luísa Pereira, António J. Marques, Raquel Simões de Almeida. A música é uma importante estratégia de desenvolvimento pessoal e social, no combate ao estigma e ao serviço do recovery. No artigo, o autor apresenta a metodologia e procedimentos do projeto “Contratempo”, analisa criticamente as estratégias de intervenção do projeto e inclui, ainda, uma reflexão acerca do seu lugar no panorama atual da investigação nesta área. O projeto, desenvolvido com jovens da comunidade académica e com pessoas com doença mental, visou o combate ao estigma e a promoção da inclusão social, facilitando o empower e o recovery da pessoa com doença mental.

No artigo Projeto Sincronias – Artes Visuais e Inclusão Social, os autores (Raquel Almeida, Ana Morais, Filipa Campos, Liliana Silva, Teresa Santos, Luísa Pereira, António Marques, Susana Silva, Filomena Seara e Joana Macedo) apresentam o Projeto de inclusão social pelas artes, designado “Sincronias”, resultante da colaboração entre a Associação Nova Aurora na Reabilitação e Reintegração Psicossocial – ANARP e a Escola Superior de Educação do Porto do Instituto Politécnico do Porto. Os autores discutem as potencialidades educativas da arte na reabilitação de pessoas com doença mental, essencialmente com diagnóstico de Esquizofrenia, e analisam o impacto que o projeto está a ter nos diversos intervenientes. Para além do desenvolvimento de competências artísticas, são evidenciadas as potencialidades da participação artística e comunitária na inclusão social e na capacitação das pessoas com doença mental.

Joaquim Fialho, José Saragoça e Carlos Alberto da Silva apresentam-nos no artigo Diagnóstico social no terceiro sector. A radiografia das Misericórdias do distrito de Évora uma súmula de um diagnóstico social sobre o atual estado das Misericórdias neste distrito de, elaborado a partir de uma metodologia de diagnóstico desenvolvida pelos próprios autores. Este artigo traduz-se num contributo significativo para a compreensão das dinâmicas e das relações inter e intraorganizacionais das misericórdias, do seu papel social, das limitações e constrangimentos que condicionam a sua intervenção, bem como das suas potencialidades. Suscita-se a reflexão sobre um conjunto vasto de conclusões, de entre os quais destacamos a reduzida densidade da rede de contactos entre as instituições que sugere um quadro de ação marcadamente individualista.

Os cinco artigos que a seguir se apresentam integram a secção dedicada a projetos de outros âmbitos, não especificamente incluídos no tema central deste número.

O artigo Compreensão oral em aulas de PLE: Contributos para atividades no nível C, da autoria de Teresa Bagão, apresenta um projeto de investigação-ação desenvolvido no âmbito de um estágio e do qual resultou a organização e construção de um conjunto de materiais que visam facilitar a compreensão oral na aprendizagem de uma língua estrangeira. Os documentos utilizados, bem como as atividades auditivas desenvolvidas no âmbito do projeto são apresentados através de descrições e de registos áudio e vídeo, surgindo como elementos importantes numa perspetiva da didática do ensino das línguas estrangeiras.

As autoras do artigo Artes visuais para a educação infantil: atividade semipresencial na formação de professores, Lígia Fontana e Lilian Lizardo apresentam uma investigação-ação desenvolvida com um grupo de estudantes do curso de Pedagogia, numa instituição privada no Brasil, sobre a utilização da aplicação Whatsapp, em aulas presenciais e à distância. Do estudo, as autoras concluem que os ambientes virtuais facilitam as partilhas, a comunicação e o acesso a novas aprendizagens, possibilitando um conhecimento construído no coletivo.

No artigo Aplicações multimédia – um recurso educativo na exploração de coleções museológicas, Maria João Mota apresenta-nos o processo de construção de uma aplicação multimédia inovadora, que permite dar a conhecer a coleção têxtil do Museu de Aveiro, sem pôr em causa a sua conservação. A característica interativa da aplicação facilita o envolvimento e a participação do/a visitante.

No artigo intitulado Teatro como pedagogia social e prática de desenvolvimento pessoal – Brecht e a Educação Social, Júlia Correia reflete sobre a potencialidade e o interesse pedagógico das peças didáticas de Brecht na educação política, pessoal e social desenvolvida em diferentes âmbitos de educação e de intervenção comunitária. A autora apresenta uma contextualização histórica das peças didáticas brechtianas e, sustentando-se especialmente na teorização apresentada por Steinweg, discute a pertinência desta obra nos tempos atuais, no espetro da educação social, para a conscientização e participação, onde os sujeitos são espectadores e atores, participando ativamente no fenómeno da criação (artística e social).

Em Associações/grupos/coletivos portugueses e questões Trans, Ana Ferreira apresenta e discute a abordagem ao transgenerismo presente nas redes sociais e websites de associações/coletivos/grupos portugueses ligados à identidade de género. A autora defende a necessidade de maior partilha de conteúdos informativos nas redes sociais, bem como de formas de denúncia em caso de discriminação que tenha por base a identidade e expressão de género.

Esperamos que a diversidade de experiências relatadas fomente novos projetos e potencie partilhas e debates. O próximo número da Sensos-e centra-se no tema “Ensino de Ciências e Tecnologias: Relatos de práticas”, possibilitando ainda a publicação de artigos de outros âmbitos educativos, em secção específica.

A sociedade atual é fortemente marcada quer pela Ciência e a Tecnologia que são omnipresentes no nosso dia-a-dia quer por problemas de foro ambiental.

Estes fatos obrigam que o ensino das ciências, além de promover a construção do conhecimento científico, desenvolva, no aluno, competências, capacidades e pensamento crítico que lhes permita lidar com as questões resultantes das complexas interações entre as ciências, a tecnologia e a sociedade (Tenreiro, 2014).

Nesta visão, as atividades de aprendizagem tem que ser promotoras de literacia científica, entendendo-se aqui a literacia científica como “a capacidade de usar o conhecimento científico, de identificar questões e de desenhar conclusões baseadas na evidência por forma a compreender e a ajudar à tomada de decisões sobre o mundo natural e das alterações nelas causadas pela actividade humana.” (OCDE, 2003, p. 133).

O movimento Ciência, Tecnologia, Sociedade, Ambiente (CTSA) apresenta-se como uma abordagem, adequada a este novo desafio da aprendizagem das ciências já que, segundo Rios e Solbes (2007), possibilita uma abordagem multidimensional dos diversos fatores que intervêm na solução dos problemas científicos e tecnológicos, e de acordo com Cachapuz, Jorge e Praia, (2000), é uma orientação de ensino que tem como objetivo primordial a compreensão da ciência, da tecnologia e do ambiente, das relações entre umas e outras e das suas implicações na sociedade.

Para Cachapuz et al. (2000) o ensino orientado na corrente CTSA, valoriza os contextos reais da vida dos alunos e a aprendizagem dos conceitos científicos, partindo de situações problemáticas, o que segundo o mesmo autor, vai permitir aprendizagem com maior significado para o aluno, já que o conhecimento adquirido na escola tem utilidade no quotidiano, na resolução dos problemas individuais e sociais.

A abordagem CTSA permite alcançar esta meta de aprendizagem: formar cidadão mais letrados cientificamente, mais intervenientes na sociedade, e que tomem decisões conscientes e fundamentadas, mais capacitados em competências, nas áreas das tecnologias da informação, que lhes permitam enfrentar os desafios que o progresso tecnológico impõe. Segundo Martins (2002, p. 37) é “importante ensinar a saber enfrentar a evolução do conhecimento científico e tecnológico, em vez de ensinar apenas aquilo que já é conhecido. (…) ensinar a resolver problemas, a confrontar pontos de vista, a analisar criticamente argumentos, a discutir os limites de validade de conclusões alcançadas, a saber formular novas questões”.

Esta perspetiva de abordagem do ensino das ciências é preconizada por Programas e Orientações Curriculares do Ensino Básico, nomeadamente, no ensino de Ciências da Natureza do 2º ciclo do Ensino Básico e no programa de Estudo do Meio no 1º Ciclo.

Um dos problemas sociais que envolvem a necessidade de um olhar crítico e de uma cidadania participativa, que importa abordar nas aulas é a problemática da sustentabilidade dos recursos naturais. Num planeta com recursos naturais finitos é premente a necessidade de os preservar. O “desenvolvimento sustentável não é algo estático, é antes um processo de busca de um desenvolvimento da nossa vida quotidiana e das comunidades, em sentidos que beneficiem o máximo de pessoas, agora e no futuro, e que ao mesmo tempo minimizem o nosso impacto negativo no ambiente” (Breiting, Mayer, & Mogensen, 2006, p. 16).

Assim, a escola assume um papel fundamental para a compreensão destes problemas, promovendo o desenvolvimento de cidadãos “activos, criativos e críticos, capazes de resolver os problemas e os conflitos com espírito de cooperação e capazes de associar os conhecimentos teóricos a inovações e ideias práticas” (Breiting et al, 2006, p. 16) mais conscientes dos impactos das suas ações e que façam opções mais responsáveis e consonantes com a sustentabilidade do planeta.

Para alcançar tais propósitos Martins, Veiga, Teixeira, Tenreiro, Vieira e Rodrigues (2009) defendem, que a educação orientada para a promoção da literacia científica se deve iniciar nos primeiros anos de escolaridade onde as crianças estão predispostas para as aprendizagens das ciências, área promotora da literacia científica.

Ora, de acordo com a célebre frase de Dobzhansky (1973, referido em Sá-Pinto, Ponce, Fonseca, Oliveira, & Campos, 2014) “Nada em Biologia faz sentido exceto à luz da Evolução”. De facto, segundo Sá-Pinto et. al. (2014) a evolução biológica tem enormes implicações no nosso dia a dia e no bem estar da sociedade. Por exemplo “Na conservação da natureza, a compreensão da evolução biológica é (…) fundamental para desenhar planos de conservação e recuperação de espécies e ecossistemas…” (Sá-Pinto et. al. 2014, p 1), sendo a compreensão dos processos evolutivos fundamental para perceber e prever o meio que nos rodeia e desta forma fazer escolhas informada e exercer uma cidadania participativa.

Apesar da sua importância para a compreensão da ciência e do meio que nos rodeia, os processos evolutivos continuam a ser desconhecidos e mal compreendidos, levando a muitas conceções erróneas (revisto em Sá-Pinto et. al. 2014) que dificultam o ensino e a aprendizagem. Aqui reside a importância da sua abordagem desde os primeiros anos de ensino básico

Urge por isso desenvolver e testar abordagens, materiais curriculares, atividades de aprendizagens e estratégias de ensino que explorem os problemas sociais de uma perspetiva evolutiva, potenciando o desenvolvimento da literacia científica, orientada numa perspetiva de CTSA e promotora de desenvolvimento sustentável.

A presente comunicação apresenta as linhas gerais do trabalho desenvolvido durante o projeto de mestrado em Didática da Matemática das Ciências da Natureza. As situações de aprendizagem propostas seguiram uma orientação “Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente” (CTSA) do Ensino das Ciências com a finalidade de promover a literacia científica, e comportamentos compatíveis com modelos sustentáveis de desenvolvimento, assim como trazer para a sala de aula práticas educativas que motivem e desenvolvam o espírito crítico e curiosidade por parte dos alunos.

A prática profissional foi aplicada em alunos do 3º ano e 5º ano de escolaridade e teve como objetivos gerais:

• Verificar se as crianças são capazes de compreender e aplicar os princípios da evolução das espécies;

• Verificar se a abordagem das quotas de pesca são um bom contexto para desenvolver nos alunos noções sustentáveis de recursos naturais.

• Refletir sobre os desafios profissionais que emergem de uma abordagem C.T.S.A que explore a evolução das espécies.

As situações de aprendizagem enquadram-se nas orientações e objetivos da disciplina de Estudo do Meio do 1º ciclo de ensino básico e nas metas curriculares da disciplina de ciências naturais do 2º ciclo do ensino básico.

Para tal foi desenvolvida uma sequência didática, aplicada e testada a alunos do terceiro e quinto ano de escolaridade (ver tabela 1).

2. Relato da prática profissional

A prática profissional foi desenvolvida ao longo de 6 sessões (ver tabela 2). A primeira e a última, com duração de 30 min, foram destinadas à recolha de dados através de inquérito por questionário de pré-teste e pós-teste, respetivamente, que tinha como objetivo avaliar as mudanças conceptuais, que ocorreram após a intervenção pedagógica.

Os questionários pré-teste e pós-teste eram iguais (figura 1). Quer numa sessão quer noutra, os questionários foram distribuídos aos alunos e lidos pela professora antes de estes iniciarem o seu preenchimento no sentido do esclarecimento de dúvidas.

As quatro sessões intermédias, de 50-60 min cada, foram destinadas ao desenvolvimento das atividades práticas. A primeira intervenção pedagógica (sessão 2 – tabela 2) assumiu-se como uma sessão de iniciação e motivação para o tema. Foi visionado um vídeo (Figura 2), construído a partir de excertos de notícias saídas nos noticiários de 3 estações de televisão, e alvo de reflexão. A problemática da sustentabilidade das pescas e dos recursos naturais foi debatida durante esta sessão, tendo-se discutido fatores que podem afetar o tamanho de populações de peixes e medidas de exploração sustentável tais como: quotas de pesca, períodos de restrição de pesca, predação, competição, disponibilidade de alimento e alterações climáticas. A reflexão sobre o tema teve como base um guião de questões pré construídas (figura 2) e fluiu a partir das reflexões dos alunos.

Na segunda intervenção pedagógica (sessão3 e 4 – tabela 2; anexo 1) explorou-se a atividade prática intitulada “A Pescaria”, modificada a partir de atividades “Vamos pescar?” (Ciimar na escola) e “de mais, depressa de mais” (VanCleave, 1997), e utilizou-se um modelo didático de pescas de forma a facilitar a ponte entre o teórico e o empírico. Com esta atividade, pretendia-se que os alunos, ao analisarem os dados obtidos:

• Concluíssem acerca do impacto que a pesca produz na diversidade das espécies e as suas consequências na sobrevivência das mesmas a longo prazo;

• Reconhecessem os fatores que podem influenciar a sobrevivência dos indivíduos e o tamanho das populações naturais tais como: predação (incluindo a pesca), competição, parasitismo, doenças, alterações do meio, abundância de alimento, taxa de reprodução das espécies no número de indivíduos de uma população;

• Apresentassem, com justificação, e partindo do modelo explorado, e das conclusões retiradas, uma quota de pesca sustentável e rentável a longo prazo.

• Extrapolassem para populações reais.

A atividade consistia em pescar, com diferentes intensidades, reproduzir os peixes sobreviventes e observar a variação do tamanho da população de peixes ao longo das várias gerações e retirar conclusões (anexo 1).

A segunda intervenção pedagógica (sessão 5 – tabela 2; anexo 2) teve como principal objetivo explorar o processo evolutivo da seleção natural, numa abordagem de CTSA. Partiu-se de uma situação real (a pressão seletiva exercida pela pesca intensiva no tamanho do Gadus morhua) e utilizou-se um modelo didático das pescas de forma a facilitar a ponte entre o teórico e o empírico. Com esta atividade, pretendia-se que os alunos, ao analisarem os dados obtidos:

• Verificassem que a pesca seletiva provoca alteração da frequência das características da população ao longo das gerações.

• Reconhecessem que os indivíduos que têm características que lhes permitem sobreviver mais deixam mais descendentes com essa mesma característica que se vai tornando assim mais frequente ao longo das gerações – seleção natural.

• Discutissem os impactos e consequências que a evolução, provocada pelo homem, tem nas atividades económicas, na diminuição da biodiversidade intra-específica e no equilíbrio dos ecossistemas naturais.

• Refletissem e apresentassem soluções para o problema.

A atividade consistiu em pescar numa população com dois tamanhos de peixes diferentes (um tamanho maior, que ficava retido na malha e o outro tamanho mais pequeno que passava a malha com facilidade), e reproduzir os peixes sobreviventes, observando a variação da população de peixes ao longo das várias gerações e retirando conclusões (anexo 2)

3. Discussão e avaliação da implementação da prática profissional

Da reflexão da implementação da prática profissional, consideramos que o processo de desenvolvimento, implementação e avaliação desta sequência didática teve um impacto positivo no desempenho profissional da docente e na mudança conceptual nos alunos.

Relativamente ao desempenho profissional da docente o desenvolvimento e implementação desta atividade permitiu:

• desenvolver competências e capacidades necessárias para implementar uma atividade de cariz investigativo e de projeto e adquirir uma maior perceção de como estruturar melhor as atividades.

• reconhecer a importância da interdisciplinaridade e desenvolver estratégias para fazer a ponte de ligação entre várias disciplinas, como o caso das ciências e da matemática, tornando, esta ultima, de cariz mais abstrato, mais concreta, motivando a aprendizagem.

• desenvolver competências para implementar atividades orientadas na perspetiva de CTSA e refletir sobre a importância de trazer, para a sala de aula, temas atuais, pertinentes, discutidos nos meios de comunicação e por conseguinte no seio familiar, com impactos na sociedade e no ambiente.

• desenvolver temas curriculares, propostos nos programas e nas metas, de uma forma inovadora e motivadora para os alunos e atingir os objetivos curriculares propostos desenvolvendo simultaneamente competências procedimentais e atitudinais.

• compreender a importância de ensinar ciências de uma perspetiva evolutiva, reconhecendo que este tema pode ser trabalhado em idades mais precoces (lembrar que é iniciada a sua abordagem no 8º ano e o processo de seleção natural apenas explicitamente abordado no 11º ano), sem um formalismo conceptual, relacionando-o com observações do dia-a-dia e mostrando a sua importância para promoção de desenvolvimento sustentável.

No que diz respeito a mudança conceptual dos alunos, a avaliação comparativa entre o pré-teste e o pós-teste revelou que a prática profissional contribuiu:

• positivamente para a promoção da literacia científica dos alunos, uma vez que, um número significativo dos alunos foi capaz de mobilizar aprendizagens e extrapolar para contextos distintos do explorado nas aulas, sugerindo várias medidas de boas práticas de gestão dos recursos naturais;

  • para o desenvolvimento do espírito crítico perante assuntos da atualidade, de forma a tornarem-se cientificamente mais literatos e intervirem de forma responsável e consciente na tomada de decisões, já que se verificou-se um aumento da seleção de medidas gestão racional de recursos do pré para o pós-teste;
  • para promover a capacidade de resolução de problemas e de tomada de decisões, uma vez que os testes (pré e pós) utilizados na avaliação consistiam em duas situações problemáticas a que o aluno tinha que dar solução. Entre o pré e pós teste verificou-se, no geral, uma melhoria na forma como foram abordadas e respondidas as situações problemática propostas;
  • Para adquirir alguns hábitos de método científico (descobrir coisas através da investigação; testar ideias; aplicar ideias de uma situação para resolver problemas noutras situações; encontrar uma solução prática para um problema; comunicar ideias e descobertas), como foi percetível ao longo da intervenção pedagógica;
  • para a compreensão dos processos evolutivos, já que os alunos conseguiram, com sucesso, aplicá-los para prever novas situações.

Achamos, no entanto, que esta sequência didática poderá aumentar o seu potencial educativo se for transformada numa prática de aprendizagem por projeto, permitindo desta forma trabalhar algumas das competências do século XXI (Partnership for 21st century skills, 2015) como pensamento criativo e crítico, resolução de problemas e empreendedorismo, capacidade de trabalho em equipa e de liderança, capacidade de identificar e avaliar fontes de informação. Esta abordagem permitiria ainda trabalhar e desenvolver a literacia científica, tecnológica e de comunicação, explorando a temática da tecnologia da abordagem CTSA, que foi pouco desenvolvida na sequência didática aqui descrita. Esta alteração permitiria ainda explorar por exemplo os impactos dos desenvolvimentos tecnológicos na eficiência de pesca e no equilíbrio das populações naturais, tema que permite fomentar discussões e debates interessantes sobre as potencialidades e impactos dos desenvolvimentos tecnológicos.

Anexos

Agradecimentos

Os autores deste trabalho gostariam de agradecer aos alunos e docentes envolvidos no desenvolvimento e avaliação das atividades aqui descritas. Xana Sá-Pinto é suportada pelo Programa Operacional Capital Humano, Portugal 2020, Fundo Social Europeu e Fundos Nacionais FCT/MEC (PIDDAC), através da bolsa de investigação SFRH/BPD/103613/2014. Este trabalho foi ainda suportado por fundos nacionais da FCT, através do projeto UID/CED/00194/2013.

Hoje em dia sabemos que as crianças trazem consigo ideias prévias com as quais interpretam o mundo, que se podem revelar altamente resistentes à mudança e que influenciam fortemente as novas aprendizagens. Estas ideias, genericamente designadas por conceções alternativas, são construídas pelos próprios alunos através de experiências diárias do foro informal – sensorial, linguístico, ou cultural – ou formal, e divergem erroneamente dos conceitos aceites pela comunidade científica (Driver, Guesne, & Tiberghien, 1985; Gravina & Buchweitz, 1994; Menino & Correia, 2001).

Driver, Guesne e Tiberghien (1985) defendem que o desenvolvimento de ideias sobre os fenómenos naturais ocorre muito antes de estes serem abordados em contexto formal. Algumas dessas conceções alternativas acabam por se alinhar com as explicações proporcionadas durante a formação académica, enquanto outras são significativamente diferentes da ciência aprendida na escola. Assim, as conceções alternativas são originadas, por um lado, a partir de um conjunto diversificado de experiências pessoais, incluindo a perceção e a observação direta, cultura e língua, e, por outro, nas explicações dos professores – que apresentam muitas vezes as suas próprias conceções alternativas. Muitas das fontes de conceções alternativas são, na melhor das hipóteses, especulativas, mas variadas pesquisas sugerem que a visão do mundo do aluno é fortemente influenciada pelo seu ambiente social. Resultam, muitas vezes, da interpretação de novas experiências à luz de experiências anteriores, sendo novos conceitos enxertados em noções prévias. Os conhecimentos anteriores do aluno interagem ativamente com os conhecimentos estudados formalmente na escola criando um leque de resultados de aprendizagem não intencionais (Duit, 1993; Duit & Treagust, 2003).

Para que ocorra a mudança conceptual por parte do aluno, é fundamental que a nova conceção seja inteligível e que faça sentido, conduzindo o estudante a fazer uma representação coerente dessa conceção e não a tentar uma memorização mecânica, ou seja, o estudante tem de acreditar que ela é verdadeira e que tenha a capacidade de resolver os problemas que as conceções existentes foram incapazes de resolver. Por norma é encontrada alguma forma de relaciona-la com o conhecimento existente na sua estrutura cognitiva. Portanto, para existir incorporação de uma nova conceção na estrutura cognitiva do estudante, esta deve apresentar vantagens em relação às existentes, ser inteligível, clara, evidenciar plausibilidade, facilitar uma melhor compreensão, e mostrar a sua utilidade na explicação e solução de questões e novos problemas ou não resolvidos pelas conceções existentes na estrutura cognitiva do aluno (Duit, 1993; Duit & Treagust, 2003; Gravina & Buchweitz, 1994).

Para o professor é de extrema importância saber identificar e diagnosticar as conceções alternativas, tomando em conta a sua origem, uma vez que, como referem Clement, Brown e Zeitsmann (1989) ( citados por Leite, 1993), nem todas as ideias trazidas pelos alunos são conceções alternativas. Uma resposta menos correta por parte de um aluno, pode aduzir a um sem número de possibilidades quanto à origem da mesma. Pode inclusive, evidenciar que o aluno não chegou a desencadear o raciocínio correspondente aos dados que lhe são apresentados. Desta forma, é importante diagnosticar e aferir as conceções alternativas que os alunos já possuem, antes de abordar novos assuntos, de forma a que possam ser tomadas medidas facilitadoras da aceitação dos conteúdos científicos.

A diagnosticação de conceções alternativas é um processo de auto-regulação, quer para o ensino, quer para o aluno, que implica o desenvolvimento de estratégias específicas que ajudam o professor a identificar conceções alternativas. A identificação de conceções alternativas, conduz os alunos a refletir sobre a sua aprendizagem, de forma a que se tornem conscientes das suas próprias crenças e estratégias de validação de conhecimentos (Duit, 1993; Leite, 1993). Existem várias formas de obter informações sobre o conhecimento prévio dos alunos que foram desenvolvidas por vários investigadores da educação em ciência, que apesar da sua diversidade se relacionam com a disponibilidade dos alunos para falar ou escrever sobre ciência. As metodologias mais utilizadas passam por entrevistas individuais, perguntas abertas ou fechadas e questinários de escolha múltipla sobre temas especificos (Duit, 1993). Não existe um método único para a aferição destas conceções, sendo que cada método utilizado é adaptado ao público alvo da investigação em causa. Contudo, o uso de um único método, não é por norma, suficiente para a determinação de um diagnóstico fidedigno (Duit, 1993; Leite, 1993). O conhecimento das conceções alternativas dos estudantes pode servir de base para preparar material educativo potencialmente significativo para a ocorrência de aprendizagem dos conceitos científicos (Gravina & Buchweitz, 1994).

Muitas são as razões apontadas para realizar pesquisa educacional relacionada com conceitos ou conceções científicas ou conceções alternativas, mas certamente a mais importante é a de que conceitos e as suas relações exercem um papel essencial em Física.

 2. Problema de investigação

 A eletricidade é um assunto em que os alunos apresentam muitas dificuldades ao nível da compreensão de conceitos, por existirem muitas conceções alternativas resistentes à mudança. Neste sentido, este estudo tem como objetivo perceber como o uso de tarefas de investigação que envolvem trabalho laboratorial facilita a mudança das conceções alternativas dos alunos acerca da temática Corrente elétrica e Circuitos elétricos.

3. Metodologia

A metodologia de investigação seguida neste trabalho é interpretativa. A recolha de dados foi efetuada através da observação participante (registo vídeo e áudio), pré e pós teste, registos escritos dos alunos nas tarefas e entrevista em grupo focado. Com o fim de atingir o objetivo proposto, construiu-se uma proposta didática que se desenvolveu ao longo de seis aulas de 90 minutos e três aulas de 45 minutos. Esta procurou ir ao encontro do preconizado nas Orientações Curriculares para as Ciências Físicas e Naturais para o 3.º ciclo do ensino básico (Galvão, et al., 2001) e nas Metas Curriculares para o 9.º ano de escolaridade (Fiolhais, et al., 2013). Foram construídas cinco tarefas de investigação, todas elas envolvendo o trabalho de grupo e trabalho laboratorial, em que os alunos foram confrontados com uma situação problemática, tendo que levantar hipóteses, planificar uma estratégia para a resolução do problema, analisar os dados recolhidos e concluir acerca do problema proposto. As tarefas de investigação desenvolvidas seguiram o modelo dos cinco E’s (Bybee, et al., 2006). De modo a detetar se existiu ou não mudança conceptual foi construído um questionário composto por três questões que abordavam os conceitos: circuito elétrico, corrente elétrica, tensão elétrica e condutibilidade elétrica. A questão 1 foi adaptada de Hayson e Bowen (2010), a questão 2 adaptada de Keeley e Harrington (2014) e a terceira questão adaptada de Lutkus, Lauko e Brockway (2006). Este questionário foi aplicado antes da intervenção (pré teste) e no final da intervenção (pós teste). Participou uma turma de 9.º ano de escolaridade, de uma escola da região de Lisboa, constituída por 30 alunos, sendo treze raparigas e dezassete rapazes. Da análise dos dados recolhidos procedeu-se à sua categorização, de forma a dar resposta ao problema de investigação, tendo emergido as categorias: (1) Circuitos elétricos; (2) Corrente elétrica; (3) Tensão elétrica e (4) Condutibilidade elétrica. Para cada questão do pré e pós teste foi calculada a percentagem de respostas dos alunos adequadas do ponto de vista científico.

Proposta didática:

	Paper4

 4.    Resultados

4.1.  Circuitos elétricos

O conceito circuito elétrico é muito abrangente e está presente em todas as tarefas desenvolvidas. A primeira questão do pré e pós teste relaciona-se com a distinção entre circuito elétrico fechado e aberto, tendo os alunos que identificar quais os esquemas em que o circuito se encontra fechado e explicar a sua resposta. Verifica-se que existiu uma evolução nas conceções dos alunos em relação a este conceito, entre os resultados do pré teste (82,8%) e do pós teste (100%), sendo que no final da intervenção todos os alunos reconhecem a necessidade da existência de um circuito fechado para que a lâmpada acenda. No excerto seguinte, referente às respostas do pré teste, o aluno reconhece a necessidade da existência de um circuito elétrico fechado para que a lâmpada acenda, contudo não consegue explicar cientificamente a sua escolha.

(Documentos escritos, pré teste, A8)

Ao longo das tarefas é possível verificar a evolução da mobilização do conceito circuito elétrico, como é percetível nos excertos seguintes referentes à primeira tarefa:

(Documentos escritos, grupo 7, tarefa 1)

O excerto diz respeito à primeira questão da parte dois da tarefa 1, em que se pedia aos alunos que descrevessem os dispositivos necessários para a construção de um circuito elétrico que permitisse acender e apagar uma lâmpada. Neste excerto, exemplificativo das respostas dadas pelos vários grupos, fica evidente que os alunos conseguem identificar os dispositivos elétricos necessários à construção do circuito elétrico, bem como a sua respetiva função no circuito elétrico. A tarefa 3 tinha como grande objetivo a distinção entre os dois tipos de associações de recetores, série e paralelo, em circuitos elétricos. A análise às conclusões dos vários grupos no final desta tarefa é reveladora de que estes percebem a distinção entre os dois tipos de associação e conseguem distinguir circuito elétrico aberto de circuito elétrico fechado.

(Documentos escritos, grupo 1, tarefa 3)

No excerto anterior, é possível constatar que os alunos conseguem distinguir os dois tipos de associações de recetores, explicando o que acontece em cada um quando se desenrosca uma lâmpada ou se abre ou fecha um interruptor, mostrando desta forma que compreendem o conceito de circuito elétrico aberto e fechado e de que quando o circuito está fechado este permite a passagem de corrente elétrica.

No final da intervenção, os alunos realizaram o pós teste. Pela análise das respostas dadas à questão um é possível confirmar a evolução dos alunos na conceção que tinham acerca de circuito elétrico. Os alunos compreendem o conceito científico circuito elétrico, bem como tentam explicar cientificamente o mesmo.

(Documentos escritos, pós teste, A1)

No excerto, o aluno identifica que ambos os esquemas b e c permitem acender a lâmpada pois o “esquema está fechado”. Deste modo, o aluno refere que o circuito está fechado, assim permite a existência de corrente elétrica e a lâmpada acende. Torna-se evidente a evolução dos alunos em termos da mobilização do conceito científico circuito elétrico.

4.2.  Corrente elétrica

A questão dois do pré e pós teste pretendia avaliar as conceções que os alunos tinham acerca do conceito científico corrente elétrica. Nesta questão é notória a evolução entre os resultados obtidos no pré teste (30,7%) e os resultados obtidos no pós teste (69,2%). Nesta questão os alunos eram confrontados com uma imagem de um circuito elétrico com uma associação de duas lâmpadas em série e a opinião de dois alunos acerca do brilho das lâmpadas.

(Documentos escritos, pré teste, A28)

Neste excerto de resposta dada no pré teste, verifica-se que o aluno considera que o brilho das duas lâmpadas no circuito em série é o mesmo. No entanto, não consegue explicar cientificamente a sua opção, é ainda notória a confusão que muitos alunos apresentam na utilização do termo eletricidade como sinónimo de corrente elétrica.

O conceito corrente elétrica foi abordado na tarefa 4, em que se pretendia que os alunos compreendessem como varia o valor da corrente elétrica nos circuitos elétricos com associações de recetores em série e em paralelo. Após análise das conclusões, referentes a esta tarefa, parece evidente que os alunos assimilaram este conceito científico e conseguem relaciona-lo com os diferentes tipos de associações de recetores.

(Documentos escritos, grupo 4, tarefa 4)

Neste excerto, os alunos identificam como varia a corrente elétrica nos dois tipos de associações, afirmando que no circuito em série “ambas as lâmpadas têm o mesmo valor de corrente elétrica”. Os alunos explicam que as medições efetuadas de corrente elétrica no circuito antes da primeira lâmpada e depois da segunda lâmpada traduziram-se em valores de corrente elétrica iguais. Desta forma, demonstram compreender o conceito de corrente elétrica e qual o seu comportamento num circuito de elétrico com associação de recetores em série. Em relação à associação de recetores em paralelo, estes respondem que “lâmpadas têm valores diferentes de corrente elétrica”. Nesta afirmação querem referir que, quando são efetuadas as medidas de corrente elétrica nas diferentes ramificações, os valores de corrente elétrica obtidos são diferentes. Esta resposta demonstra que os alunos compreenderam que a corrente elétrica neste tipo de circuito percorre vários caminhos, distribuindo-se desta forma os eletrões pelas várias ramificações, o que induz a diferentes valores de corrente elétrica nas diferentes ramificações.

Nas respostas dadas ao pós teste verifica-se uma evolução das respostas dadas com uma justificação científica, fundamentada no conceito científico corrente elétrica.

(Documentos escritos, pós teste, A25)

No excerto anterior, é também evidente que o aluno assimilou o conceito de corrente elétrica, relacionando-o com o movimento orientado de eletrões, justificando que “os eletrões após passarem pela primeira lâmpada são os mesmos”. A utilização desta expressão demonstra que o aluno compreende que a corrente elétrica é um movimento orientado de cargas elétricas e que se relaciona com o número de eletrões que passa numa dada seção reta por unidade de tempo, e ainda que não existe consumo de corrente elétrica quando esta passa pelas lâmpadas, ou seja, a corrente elétrica conserva-se.

Nesta questão do pós teste era possível avaliar a conceção que muitos alunos têm de que a corrente elétrica é consumida quando atravessa o circuito elétrico. Após a intervenção e analisando as respostas dadas ao pós teste, verifica-se que embora a maioria dos alunos consiga explicar o conceito corrente elétrica, alguns alunos ainda mantém a conceção de que a corrente elétrica vai sendo consumida no circuito elétrico.

(Documentos escritos, pós teste, A15)

Neste excerto é evidente que o aluno tem a ideia de que a corrente elétrica vai sendo consumida pelos recetores, ou seja, a corrente elétrica que deixa um terminal da pilha é “gasta” ao passar na primeira lâmpada e assim a corrente elétrica que passa na segunda lâmpada é menor, logo o seu brilho será menor. Ainda assim, pode-se afirmar que a maioria dos alunos que participaram neste trabalho assimilou o conceito corrente elétrica e conseguem explicá-lo, utilizando a linguagem científica referente a esta temática.

4.3.  Tensão elétrica

Na questão 2, do pré e pós testes, os alunos também poderiam justificar a sua opção recorrendo ao conceito científico tensão elétrica. No pré teste 31,3 % dos alunos justificam a sua escolha recorrendo ao conceito tensão elétrica e no pós teste 68,8 % dos alunos conseguem justificar a sua escolha, recorrendo ao conceito tensão elétrica, com uma explicação científica adequada. Após a análise às respostas do pré teste, verifica-se que os alunos que utilizam o conceito científico tensão elétrica, para fundamentar a sua resposta, mas não conseguem explicar cientificamente as suas respostas.

(Documentos escritos, pré teste, A4)

Este excerto é demonstrativo de que o aluno utiliza o termo energia como sinónimo de corrente elétrica, facto muito recorrente nas respostas dos alunos, referindo que “o fio condutor (…) transporta a mesma energia para as duas lâmpadas”.

No desenvolvimento das aulas, o conceito tensão elétrica foi abordado na tarefa 4. Após a análise das respostas dadas pelos alunos, às questões desta tarefa e às reflexões por estes efetuada, é possível constar que estes compreenderam o conceito científico tensão elétrica, como se mostra nos excertos que se seguem:

(Documentos escritos, tarefa 4, A29)

(Documentos escritos, tarefa 4, A20)

Os excertos anteriores correspondem a respostas dadas pelos alunos à questão “Indica o que aprendeste com a realização da tarefa”. No primeiro excerto, o aluno explica o que entende por tensão elétrica, relacionando-o com “a energia que é transferida para o circuito por eletrão”. O aluno mostra reconhecer que a tensão elétrica é definida como a quantidade de energia que um gerador fornece ao circuito, por unidade de carga elétrica, bem como ter compreendido como se podem efetuar as medições de tensão elétrica nos vários dispositivos do circuito utilizando a expressão “é medida nos terminais da pilha e da lâmpada, com o voltímetro em paralelo”. Na resposta deste aluno é evidente o esforço em utilizar a terminologia científica correta para explicar o conceito tensão elétrica. No segundo excerto, o aluno relaciona o conceito corrente elétrica com a tensão elétrica, referindo explicitamente “para existir corrente elétrica num circuito tem de haver tensão elétrica”. Esta frase evidência o facto de o aluno ter, por um lado, compreendido o significado de tensão elétrica e, por outro, ter estabelecido uma relação entre tensão elétrica e corrente elétrica. Fica também evidente que o aluno compreende que a tensão elétrica a que o circuito elétrico é sujeito tem origem na pilha.

O excerto seguinte diz respeito à conclusão a que os alunos chegaram depois de realizarem a parte três da tarefa quatro, onde tinham que efetuar as medidas de tensão elétrica em circuitos com associações de lâmpadas em série e em paralelo.

(Documentos escritos, grupo 8, tarefa 4)

Constata-se que os alunos compreendem como varia a tensão elétrica na associação de lâmpadas em paralelo, pois os alunos referem que “a tensão no circuito em paralelo é igual”. Esta afirmação demonstra que estes compreendem que a tensão elétrica entre os terminais de uma associação de lâmpadas em paralelo é igual à tensão entre os terminais de qualquer uma das lâmpadas, sejam elas iguais ou diferentes. Também em relação à variação da tensão elétrica no circuito com associação de lâmpadas em série, os alunos mostram compreender como varia a tensão elétrica neste tipo de associações, referindo “U = U₁ + U₂”, a utilização desta expressão por parte destes mostra, que compreenderam que a tensão entre os terminais de uma associação de lâmpadas em série é igual à soma das tensões entre os terminais de cada uma das lâmpadas.

A análise as respostas dadas ao pós teste vem reforçar que os alunos compreendem o conceito tensão elétrica e conseguem explica-lo de forma adequada. Nos excertos seguintes, os alunos relacionam o mesmo brilho das lâmpadas explicando que este se deve à divisão da energia ou tensão elétrica por ambas as lâmpadas.

(Documentos escritos, pós teste, A17)

Neste excerto, o aluno explica que a tensão elétrica fornecida ao circuito é divida por ambas as lâmpadas e que adição de mais lâmpadas ao circuito fará com que a luminosidade destas diminua, mas o brilho entre elas seja o mesmo. É notório de que este aluno compreendeu o conceito de tensão elétrica e consegue explicar a luminosidade das lâmpadas associadas em série adequadamente com o recurso a este conceito.

4.4.  Condutibilidade elétrica

Na questão três pretendia-se perceber quais as conceções dos alunos acerca do conceito condutibilidade elétrica. Os alunos tinham de planear uma experiência que permitisse distinguir a água destilada da água salgada através da sua condutibilidade elétrica. No início das aulas apenas uma pequena percentagem (31%) dos alunos associou a questão à condutibilidade elétrica, no entanto no final da realização das tarefas esta percentagem aumentou significativamente, revelando que 89,7% dos alunos conseguiram mobilizar este conceito científico. Nos excertos seguintes, referentes a respostas dadas ao pré teste, verifica-se que os alunos de alguma forma tentam explicar a diferença de condutibilidade entre a água destilada e a água salgada.

(Documentos escritos, pré teste, A27)

(Documentos escritos, pré teste, A1)

Pela análise dos excertos anteriores, relativos às respostas do pré teste verifica-se que os alunos conseguem perceber que existe uma diferença de condutibilidade elétrica entre a água salgada e a água destilada, pois utilizam termos como “eletrificarmos”, “ver a condutividade de energia das águas”. No entanto, não conseguem explicar como fariam para provar essa diferença de condutibilidade.

A tarefa 2 da intervenção aborda precisamente o conceito científico condutibilidade elétrica, tendo como objetivo o planeamento de uma experiência para testar a condutibilidade elétrica de diferentes materiais. Os excertos seguintes traduzem as conclusões que os alunos chegaram depois de realizarem a tarefa dois.

(Documentos escritos, grupo 6, tarefa 2)

Neste primeiro excerto, os alunos distinguem os materiais utilizados em bons e maus condutores e explicam o que entendem por bons condutores, afirmando que estes “tem eletrões de condução e por isso deixam passar a corrente elétrica e os maus condutores não”, apesar de a afirmação anterior não estar cientificamente correta, é demonstrativa de que os alunos compreenderam que os materiais bons condutores têm na sua constituição eletrões de condução com elevada mobilidade, permitindo que exista nestes materiais corrente elétrica quando sujeitos a uma tensão elétrica.

No entanto, apesar de os alunos terem na sua maioria conseguido mobilizar este conceito científico, apenas o justificam com existência de eletrões de condução, nunca se referem às soluções aquosas que contém iões com grande mobilidade na sua composição.

Pela na análise às respostas dadas no pós teste, verifica-se que os alunos mobilizaram o conceito de condutibilidade elétrica, como se pode constatar no excerto que se segue.

(Documentos escritos, pós teste, A25)

No excerto anterior, escrito com uma linguagem mais cuidada, verifica-se que o aluno consegue planear uma experiência para testar a condutibilidade elétrica.

5.    Discussão e Conclusão

Ao longo da realização das cinco tarefas de investigação os alunos tiveram oportunidade de formular hipóteses, planificar e executar experiências, registar e interpretar os dados obtidos, comunicar conclusões e refletir sobre o trabalho desenvolvido. Deste modo, desenvolveram um conjunto de aprendizagens em vários níveis. Relativamente a aprendizagens em termos de compreensão e utilização de conceitos e linguagem científica os resultados indicam que os alunos conseguiram ultrapassar algumas das conceções alternativas relativas à temática da corrente elétrica e circuitos elétricos. No que concerne ao conceito de circuito elétrico verifica-se que os alunos que indicavam que apenas era necessário o contato entre a pilha e lâmpada, para que a lâmpada acendesse, modelo designado unipolar por vários autores (e.g., Driver, 1994; Gravina & Buchweitz, 1994; Shipstone, 1985), conseguiram ultrapassar essa conceção, mobilizando o conceito de circuito elétrico. Analisados os resultados, relativos à questão dois do pós teste, constata-se que alguns alunos mantêm a conceção de que a corrente elétrica vai sendo consumida pelos recetores, representada pelo modelo de atenuação (Shipstone, 1985). Ainda que alguns alunos não tenham assimilado que a corrente elétrica se conserva, outros há que referem explicitamente nas suas respostas este facto. Relativamente ao conceito de tensão elétrica, denota-se que os alunos conseguiram mobilizar este conceito. Observando as respostas dadas pelos alunos nas tarefas e no pós teste, torna-se evidente que a maioria dos alunos conseguiu compreender a relação entre a tensão elétrica e corrente elétrica, não se verificando no final das aulas lecionadas a conceção alternativa identificada nos estudos efetuados por Driver, Squires, Rushworth e Wood-Robinson (1994) e Gravina e Buchweitz (1994), em que a tensão elétrica é tida como uma propriedade da corrente elétrica. No que concerne ao conceito de condutibilidade elétrica, dos resultados obtidos verifica-se que os alunos no início das aulas não tinham grandes conceções acerca deste conceito, visto que nas respostas dadas no pré teste, poucos foram os alunos que o mencionaram. Contudo, depois de terminada a intervenção, verifica-se que uma grande percentagem (89,7 %) dos alunos mobilizou este conceito.

Dado o exposto é possível afirmar que uso de tarefas de investigação além de promoverem um grande conjunto de competências, contribuíram para uma mudança das conceções alternativas dos alunos sobre corrente elétrica e circuitos elétricos simples, estes resultados estão em sintonia com os obtidos por Afra, Osta e Zoubeir (2009) e Korganci, Mirona, Dafineia e Antohea (2015).

]]> http://sensos-e.ese.ipp.pt/?feed=rss2&p=12463 0 http://sensos-e.ese.ipp.pt/?p=12652 http://sensos-e.ese.ipp.pt/?p=12652#comments Sun, 04 Dec 2016 10:47:57 +0000 Gina Pereira Correia http://sensos-e.ese.ipp.pt/?p=12652 Continuar a ler →]]> 1. Contexto de ensino formal, ensino das Ciências Naturais, 8.º ano de escolaridade

A atividade de campo, integrada num contexto de ensino formal, decorreu na área do concelho de Ourém, distrito de Santarém (Portugal) e foi desenvolvida no âmbito do Projeto FSE/CED/83453/2008 Otimização do Ensino das Ciências Experimentais, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia.

Este trabalho consiste numa investigação em Educação Científica, centrada numa atividade prática de campo, que pretendeu dar resposta ao seguinte problema: “Como estimular aprendizagens significativas e relevantes acerca da gestão sustentável dos recursos?”. A seguir, foram definidos os objetivos seguintes: desenhar, planear, implementar e avaliar uma intervenção educativa e um trabalho de campo. Esta atividade, que envolveu 66 estudantes do 8.º ano de escolaridade, pertencentes a duas escolas públicas e rurais do centro de Portugal, foi enquadrada no domínio Sustentabilidade na Terra e subdomínio Gestão sustentável dos recursos, da disciplina de Ciências Naturais. A intervenção incluiu a realização de atividades na sala de aula, no laboratório e no campo.

2. Prática profissional

Na conceção da intervenção foram analisadas e integradas algumas problemáticas aplicáveis à vida atual e futura dos estudantes, enquadradas por contextos relevantes e adequados ao seu desenvolvimento cognitivo e maturidade social (Membiela, 2001). Deste modo, foram selecionadas tarefas que permitiram aos estudantes analisar documentos, responder a questões, discutir pontos de vista, realizar trabalho laboratorial e de campo e analisar e discutir os resultados, tornando viável a implementação da intervenção.

O trabalho de campo foi organizado segundo o modelo proposto por Orion (1993) e decorreu em três fases: 1.ª fase – de preparação, 2.ª fase – aula de campo e 3.ª fase – de síntese. O planeamento das atividades para as três fases foi feito com um suporte à investigação previamente realizada no campo, que envolveu a identificação de locais com interesse geológico, a realização de registos em suporte fotográfico, o contacto e visita a empresas de transformação de recursos e a observação da área de estudo. Desta investigação resultou informação que permitiu a preparação de recursos a utilizar nas diferentes fases do trabalho de campo (apresentação multimédia Preparação da aula de campo, regulamento para um concurso de fotografia Agarra o momento…, mini-poster, ficha de trabalho, roteiro de campo) e instrumentos de avaliação (Teste (pré e pós), grelha de observação participante e questionário de avaliação da atividade de campo).

Apesar de se dizer que no âmbito de uma intervenção de um trabalho de campo, a aula de campo propriamente dita é a fase mais “nobre” deste trabalho (Orion, 1993), a consecução dos objetivos definidos dependem dos conhecimentos que os estudantes já têm, da sua familiaridade com a área estudada e das estratégias utilizadas em aulas de campo que os estudantes já realizaram anteriormente. Para além disso, o trabalho de campo, enquanto atividade exterior à sala de aula, promove o desenvolvimento de conceitos mais abstratos a partir de conceitos concretos previamente adquiridos (Orion, 2003).

2.1 1ª fase – Preparação do trabalho de campo

Esta fase decorreu em sala de aula e no laboratório e teve a duração aproximada de 270 min, correspondentes a quatro sessões (90+45+90+45 min) de acordo com o planificado (Tabela 1).

Tabela 1- Planificação das atividades desenvolvidas na fase de preparação (1ª fase do trabalho de campo).

Inicialmente, como forma de motivação dos estudantes para a temática, foram realizadas duas atividades: uma tertúlia intitulada Recursos geológicos, dinamizada pelo Professor Doutor Luís Neves, docente no Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra; e a apresentação, aos estudantes, do concurso de fotografia Agarra o momento…

Seguiu-se a administração de um teste, o pré-teste, no qual foram diagnosticadas as conceções dos estudantes acerca de conhecimento concetual, no âmbito dos recursos naturais, considerado pertinente para a implementação da intervenção.

Nesta fase, procurou-se fazer não só uma revisão/apresentação do quadro concetual a aplicar durante a aula de campo (a maioria dos conteúdos foram lecionados nos 7.º e 8. anos), mas também desenvolver competências necessárias à realização das tarefas previstas para a aula de campo, como: orientação, observação e identificação de rochas sedimentares em amostras de mão. Assim, desenvolveram-se atividades que envolveram a realização de uma ficha de trabalho para identificação de rochas sedimentares, o manuseamento e a leitura das cartas geológica 27-A e topográfica, folha 309, o uso da bússola e do kit de análises da água. Para além das atividades relacionadas com os aspetos cognitivos, foram realizadas outras para minimizar o efeito negativo que os fatores de ordem psicológica e geográfica podem ter durante uma aula de campo. Por isso, foi elaborada uma apresentação multimédia Preparação para a aula de campo onde foram dados a conhecer: os objetivos do trabalho de campo, as disciplinas envolvidas, o percurso a efetuar na aula de campo, com a explicitação das paragens e duração do percurso, e feitas recomendações de segurança e logística (vestuário apropriado, princípios éticos de atuação do geólogo no campo e alimentação).

Por fim, formaram-se 18 grupos de trabalho definidos pelos estudantes, constituídos por 2, 3 ou 4 elementos.

2.2 2ª fase – Aula de campo do trabalho de campo

A aula de campo teve a duração de um dia, tendo tido início às 9h00 min e fim às 17h00 min, com um intervalo de uma hora e meia para almoço. As atividades planificadas para a aula de campo (Tabela 2) estão indicadas no roteiro de campo que contempla 5 paragens e trabalho de grupo, aquando da resolução das tarefas propostas.

Tabela 2 – Planificação das atividades propostas para a aula de campo (2ª fase do trabalho de campo).

Na paragem 1 houve necessidade de separar os estudantes, devido ao seu elevado número, para possibilitar uma exploração adequada da atividade junto do afloramento a analisar. Assim, foram formados dois grupos de trabalho tendo um deles iniciado o percurso cerca de 30 min mais tarde. Ambos os grupos foram acompanhados por dois professores. Posteriormente, cada grupo foi subdividido em pequenos grupos, definidos pelos estudantes, com 2, 3 ou 4 elementos/grupo.

Em seguida, recorreu-se ao mini-poster para relembrar as paragens a efetuar durante o percurso e evidenciar alguns aspetos particulares de cada paragem, possibilitando ao estudante familiarizar-se melhor com as tarefas. Procedeu-se, ainda, à distribuição do material necessário à realização das atividades propostas no roteiro de campo (bússola e kit de análises das águas).

Durante o percurso, os estudantes recorreram ao roteiro de campo, que contém o trajeto com as paragens, para efetuar as respetivas atividades. De um modo geral, em cada paragem procurou-se que as primeiras questões fossem menos abstratas do que as últimas (Figura 1). Cada grupo de trabalho efetuou atividades simples como: observar, identificar e interpretar, sendo depois confrontados com questões que exigiam a aplicação dos dados recolhidos e a necessidade de formular hipóteses explicativas, mobilizando o confronto de ideias no grupo (Figura 2).

Figura 1 - Páginas 8 e 9 do roteiro de campo.

Figura 2 - Estudantes participantes a realizar atividades nas paragens 1 e 3, respetivamente

2.1 3ª fase –Síntese do trabalho de campo

A fase de síntese, após a aula de campo, teve a duração de 180 min, correspondente a três sessões (90+45+45 min) e ocorreu, tal como a fase de preparação, na sala de aula e de laboratório, tendo-se utilizado recursos e estratégias para as diferentes atividades (Tabela 3).

Tabela 3 - Planificação das atividades desenvolvidas na fase de síntese (3ª fase do trabalho de campo).

Numa primeira sessão (90 min), procedeu-se à catalogação e identificação das amostras recolhidas, recorrendo a uma análise macroscópica e comparando-as com amostras de mão existentes no laboratório. Em seguida, efetuou-se a análise e reflexão das questões deixadas em aberto na aula de campo, tendo sido esclarecidas algumas dúvidas, nomeadamente, as relacionadas com a identificação de alguma da flora local. Seguiu-se, uma discussão aberta tendo em vista a análise de medidas que poderiam e deveriam ser tomadas, de modo a minimizar o impacte da exploração intensiva dos recursos naturais por parte do Homem. Salientou-se, igualmente, a importância que a educação cívica (e consequente mudança de atitudes face esta problemática), a conservação/gestão racional dos recursos naturais, a sociedade, a ciência (nas suas várias áreas) e a tecnologia têm, ou deveriam ter, na sustentabilidade dos recursos naturais. A discussão foi orientada pelo professor também no sentido de: laconizar as tarefas desenvolvidas em cada uma das paragens, corrigir o roteiro de campo e realizar sínteses.

Na sessão seguinte (45 min), foi feita a montagem da exposição, bem como a divulgação dos resultados, relativa ao concurso de fotografia Agarra o momento… (Figura 3).

Figura 3 – Exposição de fotografia Agarra o momento…no átrio da escola.

Seguidamente, numa outra sessão (45 min), aplicou-se o pós-teste, que sendo o mesmo que o pré-teste, permitiu comparar os resultados e concluir quais os contributos da atividade de campo, ao nível de construção de conhecimentos, no âmbito da lecionação do subdomínio Gestão sustentável dos recursos. Por fim, após duas semanas da aula de campo, foi aplicado a 17 estudantes participantes um questionário para avaliar a atividade de campo, inferir a sua importância no processo de aprendizagem e averiguar as suas opiniões/perspetivas acerca das atividades de campo organizadas segundo o modelo aplicado.

3. Discussão e avaliação da implementação da prática profissional

No enunciado das Metas Curriculares (Bonito et al., 2013) estão patentes a exigência da implementação de atividades práticas; a necessidade de conhecer e de proteger o meio que envolve as escolas e os contextos regionais onde estas se situam; e, ainda, a importância dos estudantes conhecerem a tecnologia ao dispor da sociedade no sentido de promover um desenvolvimento sustentável. Nessa medida, o trabalho de campo que edificamos, construído e operacionalizado segundo o modelo de Orion (1993), contribuiu para a construção de saberes e para o desenvolvimento de capacidades de decisão que, no futuro, propiciem a estes estudantes o exercício de uma cidadania crítica quando chamados a posicionarem-se sobre a importância da exploração de recursos naturais.

A importância deste estudo para a evolução das sociedades humanas assenta no facto de partir da proposta de casos de importância local e regional, em que a ênfase é colocada no binómio modificações ambientais versus recursos naturais. Tanto nas Orientações Curriculares para o terceiro ciclo do Ensino Básico – Ciências Físicas e Naturais (Galvão et al., 2001), como nas Metas Curriculares para o 8.º ano (Bonito et al., 2013) é reforçada a necessidade de incluir componentes locais e regionais no currículo, consagradas nos projetos educativos das escolas e sempre alinhadas pelos grandes objetivos gerais que enformam o currículo nacional.

O trabalho teve como objetivos planificar, desenvolver, aplicar e avaliar uma atividade de campo no ensino e aprendizagem dos recursos naturais no 8.º ano de escolaridade. Estes objetivos foram atingidos, uma vez que se verificou uma melhoria das aprendizagens dos estudantes participantes após a implementação das atividades planificadas para esta atividade (Pires, Gomes, Correia, Abrantes, & Pereira, 2016).

A análise global dos resultados de avaliação da intervenção, através dos diversos instrumentos e estratégias utilizadas, permitem concluir que a implementação contribuiu para estimular o desenvolvimento de competências nos estudantes, que se revelaram em diferentes domínios, tais como: o conhecimento, o raciocínio, a comunicação e as atitudes. Assim, constituem evidências destes factos:

i-     a realização adequada durante a intervenção, pela maioria dos grupos, das tarefas e atividades e que envolveram a manipulação de equipamentos, interpretação de cartas (geológica e topográfica) e registo de dados, identificação e avaliação de atitudes e comportamentos que interferem na sustentabilidade dos recursos naturais, tendo-se constatado que, de forma geral, os inquiridos avaliaram na generalidade a aula de campo como tendo sido muito importante ou extremamente importante;

ii-    o impacte positivo, nos estudantes, ao nível da interação professor-estudante, desenvolvimento de atitudes e valores, construção do conhecimento e alfabetização científica acerca da sustentabilidade dos recursos naturais, terão contribuído para o desenvolvimento de atitudes e valores, consentâneas com uma Educação para o Desenvolvimento Sustentável (EDS) que vão de encontro ao objetivo definido para a Década da Educação para o Desenvolvimento Sustentável (2005-2014) e que destaca a necessidade de integrar os princípios, valores e práticas do desenvolvimento sustentável em todos os aspetos da educação e ensino;

iii-  a maioria dos estudantes mostrou muita satisfação pelo trabalho desenvolvido pelo seu grupo durante a aula de campo, tendo considerado relevante, para a concretização dos objetivos, os professores serem flexíveis, a disposição de todos os colegas, a seleção dos locais de paragem, a participação e colaboração da maioria dos estudantes, a aula de preparação e a explicação prestada pelos professores sobre os conteúdos durante as várias paragens;

iv-  a comparação dos resultados obtidos no pré-teste e pós-teste, na qual se verificou uma melhoria, podendo-se inferir que as atividades implementadas se revelaram adequadas para a operacionalização dos objetivos das Metas Curriculares do 8.º ano no âmbito do subdomínio Gestão sustentável de recursos, do domínio Sustentabilidade na Terra – “Compreender o modo como são explorados e transformados os recursos naturais”; “Relacionar a gestão de resíduos e da água com o desenvolvimento sustentável” e “Relacionar o desenvolvimento científico e tecnológico com a melhoria da qualidade de vida das populações humanas” (Bonito et al., 2013).

Os resultados deste trabalho, desenvolvido em contexto de ensino formal, reforçam o valor educativo das atividades de campo planificadas segundo o modelo organizativo de Orion (1993), como uma estratégia promotora da alfabetização científica, com propósitos de uma EDS. As estratégias utilizadas subjacentes a esta intervenção podem ser usadas noutros contextos educativos. Os resultados revelaram ainda a importância desta atividade no sentido do seu contributo positivo na implementação de uma EDS, para um maior conhecimento e valorização do património geológico local/regional e consciencialização para as questões relacionadas com a gestão sustentável dos recursos naturais. Os recursos construídos para esta atividade poderão inspirar outras intervenções noutras turmas e escolas, acerca do tema gestão sustentável dos recursos, relativamente ao qual se considera necessária a adoção de atitudes e comportamentos individuais e coletivos consentâneos com uma EDS.

Agradecimentos

Gina Pereira Correia é membro do CITEUC que é financiado por Fundos Nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência e Tenologia (projeto: UID/Multi/00611/2013) e pelo FEDER – Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional através do COMPETE 2020 – Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (projeto: POCI-01-0145-FEDER-006922).

As experiências de aprendizagem fora da escola envolvem muitas características da aprendizagem formal, complementando-a, pois permitem a construção do conhecimento com significado pessoal, a realização de escolhas genuínas e de tarefas desafiadoras, o controlo sobre a aprendizagem e a colaboração com outros (Tal, 2013). É neste contexto que se torna fundamental uma boa preparação das visitas de estudo, envolvendo uma visita de reconhecimento, para que o professor desenvolva situações de aprendizagem que tirem o máximo partido deste novo contexto no sentido de promover aprendizagens mais significativas (Galvão et al., 2006).

As visitas de estudo constituem assim uma extensão das aulas formais de ciências, funcionando como um elemento integrador de conteúdos/aprendizagens, em alguns casos sendo um elemento motivacional para depois consolidar as aprendizagens em sala de aula, noutros casos uma forma de consolidação das aprendizagens anteriores. As visitas de estudo devem ser sempre estruturadas em torno de aulas de preparação e consolidação das aprendizagens (Orion, 2001). Para que as experiências sejam efetivas devem ser planificadas, cuidadosamente implementadas e devem continuar a ser trabalhadas quando de volta à sala de aula (Dillon et al., 2006). Importa também reforçar que a forma mais efetiva de ensinar os alunos acerca da Natureza da Ciência e acerca Investigação Científica é através de uma abordagem de ensino explícito e reflexivo (Lederman e Lederman, 2013).

Neste contexto definimos como finalidade do presente trabalho: desenvolver uma atividade, segundo a metodologia Inquiry-Based Science Education (IBSE), centrada numa visita de estudo ao Jardim Botânico da Universidade de Lisboa (JBUL)(*) (http://www.museus.ulisboa.pt/pt-pt/jardim-botanico-lisboa), promotora da aprendizagem das Ciências Naturais. A partir destas premissas definimos como objetivos: desenvolver uma estratégia didática promotora de trabalho investigativo num museu de ciência; avaliar formativamente o impacto da estratégia nas aprendizagens dos alunos e refletir acerca da implementação de atividades investigativas em meio escolar.

Em termos curriculares a prática que desenvolvemos enquadra-se na disciplina de Ciências Naturais, no domínio – Sustentabilidade na Terra e nos subdomínios – Ecossistemas e Gestão Sustentável dos Recursos. Ao longo da aplicação da atividade pretendeu-se desenvolver e avaliar as seguintes competências investigativas: diagnosticar problemas; planificar investigações e analisar dados. O público-alvo desta atividade foram 29 alunos de uma turma do 8.º ano de escolaridade de uma escola do concelho de Odivelas.

Relato da prática profissional

A atividade foi planificada tendo por base o modelo teórico dos 5 E’s de Bybee (2002), contemplando as fases de motivar, explorar, explicar, ampliar e, transversalmente, avaliar. Na Tabela 1 apresenta-se uma síntese da estratégia didática implementada, incluindo as tarefas realizadas pelos alunos e os instrumentos de avaliação utilizados para avaliar as competências investigativas supracitadas.

Tabela 1- Estratégia didática da atividade

As aulas de preparação englobaram duas fases de motivação. Uma primeira fase de motivação para a turma em relação ao tema aglutinador da atividade: “O Jardim Botânico como espaço privilegiado de aprendizagem fora da sala de aula”. Nesta fase, a turma construiu um mapa de conceitos tendo por base as questões: “O que é um Jardim Botânico?” e “Qual a utilidade de um Jardim Botânico?” (motivar). Esta aula foi também utilizada para introduzir a utilização do programa IHMC CmapTools para construir mapas de conceitos, decorrendo em articulação com a disciplina de TIC. A construção deste mapa de conceitos permitiu diagnosticar as ideias iniciais da turma (avaliar), permitindo também despistar algumas conceções alternativas.

A segunda fase de motivação compreendeu a introdução de um tema para cada grupo através de Concept Cartoons (CC) (Naylor e Keogh, 2000) o que permitiu estimular cada grupo para a temática, focalizar e promover a discussão (motivar). A cada um dos em seis grupos de alunos foram sorteados os temas seguintes: relações bióticas; adaptações a diferentes condições de humidade; adaptações das plantas carnívoras; as plantas enquanto recursos naturais; proteção da biodiversidade vegetal e ciclo de vida das borboletas.

Figura 1- Concept Cartoon de motivação para o grupo que estudou as adaptações a diferentes condições de humidade

Na Figura 1 apresenta-se o CC de motivação para o grupo que estudou as adaptações a diferentes condições de humidade(*)   (http://visitadeestudoaojbul.blogspot.pt/2016/11/concept-cartoons.html). A partir da análise do respetivo CC os grupos identificaram o seu problema e iniciaram o desenvolvimento da primeira versão do mapa de conceitos do grupo (explorar). Este mapa de conceitos permitiu também diagnosticar os conhecimentos dos alunos acerca da temática respetiva. Através de uma tabela de verificação (Tabela 2) avaliou-se a definição do problema da investigação a desenvolver na visita ao Jardim Botânico (avaliar).

Tabela 2- Tabela de verificação para avaliar a definição do problema da investigação

Na aula seguinte os alunos terminaram estas tarefas e iniciaram a planificação da recolha de dados (explorar). Aos alunos foram fornecidas as listas de espécies de seres vivos a estudar(*) (http://visitadeestudoaojbul.blogspot.pt/2016/11/lista-de-exemplaresespecies.html) e o mapa do Jardim Botânico com a localização das respetivas espécies(*) (http://visitadeestudoaojbul.blogspot.pt/2016/11/mapas-do-jbul-com-localizacao-dos.html). Na Tabela 3 apresenta-se a rúbrica que foi desenvolvida para avaliar a planificação da investigação (avaliar).

Tabela 3- Rúbrica para avaliar a planificação da investigação

Na visita de estudo ao Jardim Botânico foi realizada a recolha de dados de acordo com a planificação. Os alunos fizeram registos das observações (explorar). O trabalho desenvolvido no Jardim Botânico foi avaliado através da redação de algumas notas de campo (avaliar).

Nas aulas de consolidação, os alunos fizeram a análise e discussão dos resultados (explorar), autonomamente, apresentando depois as suas conclusões devidamente fundamentadas (explicar). As questões não respondidas através da recolha de dados foram resolvidas com pesquisas bibliográficas (ampliar). Nesta fase os alunos foram apoiados através da plataforma moodle e através do correio eletrónico. Deste modo, foi fornecido feedback acerca da apresentação no sentido de a poderem melhorar – avaliação formativa (avaliar). Numa aula presencial, os alunos comunicaram o trabalho investigativo desenvolvido à turma. Na Tabela 4 apresenta-se uma rúbrica usada para avaliar a análise e o tratamento dos dados expostos na apresentação PowerPoint. Nas orientações para o desenvolvimento da apresentação PowerPoint foi pedido aos alunos que fizessem uma síntese de todas as fases do trabalho investigativo desenvolvido para estimular a reflexão em relação à investigação em causa, tendo por isso sido reaplicados os instrumentos de avaliação apresentados nas Tabelas 2 e 3 para verificar se ocorreu evolução ao longo do processo investigativo (avaliar).

Tabela 4- Rúbrica para avaliar a análise e o tratamento de dados recolhidos na investigação

Noutra aula de consolidação a turma completou o mapa conceptual acerca do Jardim Botânico integrando os diferentes contributos do trabalho desenvolvido pelos grupos (avaliar). Finalmente, os alunos realizaram uma reflexão em relação à atividade, tendo sido realizada uma análise de conteúdo da mesma (avaliar).

Discussão e avaliação da implementação da prática profissional

Na fase de motivação, os alunos mostraram muito interesse na utilização dos CC como elementos desencadeadores da formulação de problemas abertos e resolúveis nas condições existentes. Nesta competência, apenas um grupo formulou um problema pouco abrangente.

Figura 2- Mapa conceptual inicial do grupo 4 que estudou as adaptações a diferentes condições de humidade

A construção do mapa de conceitos inicial permitiu compreender as ideias prévias dos alunos e o final funcionou como um elemento estruturador, integrador e de síntese dos dados e da respetiva análise. Nas Figuras 2 e 3 apresentam-se o mapa conceptual inicial e o final do grupo 4. Os grupos que apresentaram o mapa conceptual final mais complexo foram aqueles que fizeram uma análise e discussão dos resultados mais aprofundada e estruturada. A avaliação dos mapas conceptuais pré e pós-visita de cada grupo realizou-se com base numa análise quantitativa, verificando-se um aumento dos números de conceitos, de ligações corretas, de ligações cruzadas, de preposições corretas e de níveis hierárquicos (Figura 4). Verificou-se ainda que o número de ligações cruzadas apresentado foi reduzido e que o grupo 1 apresentou o mapa de conceitos pós igual ao pré, mesmo após ter recebido o feedback formativo.

Figura 3- Mapa conceptual final do grupo 4 que estudou as adaptações a diferentes condições de humidade

Figura 4- Resultados da aplicação da grelha de análise quantitativa dos mapas de conceitos

A fase de planificação permitiu aos alunos refletir sobre o trabalho que iriam realizar, possibilitando uma maior autonomia no JBUL. Os grupos identificaram os materiais necessários à investigação, incluindo materiais de escrita e máquinas fotográficas. Relativamente aos métodos de registo de dados, houve quatro grupos que não os explicitaram na planificação inicial, tendo-os explicitado na comunicação da sua investigação. No que diz respeito à seleção dos dados a recolher para responder ao problema, vários grupos não os explicitaram nem inicialmente, nem na apresentação final. Durante a visita, os alunos tiraram apontamentos e fotografias das plantas e dos placares informativos. Alguns grupos não selecionaram a informação de acordo com o problema definido. Os alunos mostraram-se bastante empenhados e motivados na realização deste trabalho. A organização, tratamento e análise descritiva dos dados realizaram-se de forma adequada por todos os grupos. A apresentação da investigação foi preparada pelos alunos, fora da sala de aula e os grupos entregaram as primeiras versões das apresentações via correio eletrónico. Nestas foram detetados aspetos a melhorar, nomeadamente o incumprimento das instruções previamente fornecidas. Um grupo apresentou os resultados sem selecionar os dados recolhidos de acordo com a problemática. Neste feedback foram fornecidas sugestões e os alunos melhoraram diversos aspetos da apresentação das suas investigações. Muito embora os trabalhos apresentados tenham sido muito ricos, considera-se que a discussão dos resultados foi limitada. Para tal pode ter contribuído a falta de competências de argumentação de alguns alunos da turma, já detetado na aplicação de outras atividades.

Noutra aula de consolidação, a turma no seu todo completou o mapa conceptual final acerca do Jardim Botânico o que permitiu a integração do conjunto de trabalhos realizados ao longo da atividade. Neste mapa conceptual foram, novamente, focadas as principais fases do trabalho investigativo e foram introduzidas outras funções de um Jardim Botânico a que os alunos não tiveram acesso durante a visita, como por exemplo o herbário e o banco de sementes.

Para concluir a aplicação desta atividade foi pedido aos alunos que realizassem uma reflexão individual na qual os alunos tiveram como base as questões seguintes: “O que é um Jardim Botânico e para que serve?”; “O que aprendeste relativamente ao tema que investigaste?”; “Identifica as fases do trabalho investigativo que realizaste.”; “O que gostaste mais/menos na atividade?”. As reflexões dos alunos foram alvo de uma análise de conteúdo.

Relativamente à questão, “O que é um Jardim Botânico e para que serve?”, 21 alunos identificaram o jardim botânico como um espaço com plantas, mas alguns alunos também falaram de animais incluindo as borboletas. Os alunos também identificaram os espaços existentes no jardim botânico. 5 alunos referiram a estufa, 4 o borboletário e 3 o laboratório. 19 alunos identificaram o jardim botânico como um espaço para aprender/estudar e 18 como um local para promover a preservação das espécies. Alguns alunos ainda referiram outras atividades que se podem fazer no jardim botânico, a referir: investigar; observar; visitar; plantar plantas; espaço de lazer e espaço de cultura.

No que se refere à questão, “O que aprendeste relativamente ao tema que investigaste?”, 20 alunos identificaram o tema de trabalho, 17 alunos enumeraram um conjunto de aprendizagens realizadas, 15 alunos fizeram generalização das aprendizagens acerca do tema e 5 alunos apresentaram exemplos relativamente às espécies que investigaram.

No que concerne à questão, “Identifica as fases do trabalho investigativo que realizaste?”, as fases identificadas pelos alunos foram: identificação do problema, por 16 alunos; planificação da recolha de dados, por 12 alunos; recolha de dados, por 28 alunos; organização e tratamento dos dados, 13 alunos; análise e discussão dos dados, por 14 alunos; resposta ao problema, por 15 alunos e comunicação, por 8 alunos. Destaca-se ainda que apesar dos alunos terem refletido várias vezes acerca das fases do trabalho investigativo que realizaram, apenas 10 alunos conseguiram realizar uma descrição detalhada dessas fases, 11 alunos descrevem-nas de forma parcial e 7 alunos descrevem menos de três fases do trabalho investigativo. Esta tinha sido uma dificuldade identificada anteriormente. Os alunos têm dificuldade em compreender questões da natureza da ciência e desvalorizam o conhecimento científico epistemológico, quando comparado com o conhecimento científico declarativo e processual, apesar da sua valorização contínua ao longo do ano letivo, seja em atividades de aprendizagem seja em testes de avaliação.

Na questão, “O que gostaste mais na atividade?”, houve uma grande dispersão das respostas. Das respostas dos alunos evidenciam-se as novas aprendizagens acerca das plantas, referido por 7 alunos e procurar as plantas com um mapa, mencionado por 4 alunos. Os alunos parecem ter gostado de realizar a pesquisa no jardim botânico de forma autónoma, tendo dois alunos referido que sentiram a experiência como uma espécie de aventura. Uma aluna fez a alusão à semelhança do trabalho desenvolvido com o dos cientistas. Apresentam-se a seguir a resposta de dois alunos a título exemplificativo.

“O que mais gostei foi de encontrar as plantas através do mapa sozinha com as minhas colegas e tirar fotografias às plantas.”

“O que mais gostei foi quando fomos para a rua e fomos à procura das plantas, porque parecíamos verdadeiros cientistas, ainda por cima à chuva.”

Relativamente à questão “O que gostaste menos na atividade?”, 8 alunos referiram que o gostaram menos foi o facto de estar a chover; 6 alunos mencionaram não ter nada a apontar; 4 alunos identificaram a realização do mapa de conceitos e 4 alunos indicaram o processamento/organização de dados.

Em conclusão, o desenvolvimento de atividades que promovam uma aprendizagem ativa pode permitir o desenvolvimento de um leque mais alargado de competências investigativas, como diagnosticar problemas, planificar e desenvolver investigações, analisar dados, pesquisar informação, comunicar, trabalhar em grupo, entre outras.

Tendo em consideração a experiência adquirida com a implementação desta atividade investigativa, recomenda-se que os alunos desenvolvam competências investigativas noutros contextos (realização de atividades experimentais e de tomadas de decisão, etc.). Em particular, a qualidade da planificação da investigação a realizar no JBUL é crucial, facilitando o trabalho autónomo dos alunos que, devido à dimensão do local, ficam com acesso limitado às orientações do professor. Considera-se fundamental uma cuidadosa preparação prévia pelo professor e um acompanhamento das atividades com feedback constante, de modo a assumir um papel tutorial, monitorizando e questionando os alunos durante o seu trabalho investigativo. O feedback formativo fornecido orienta para a melhoria e evolução das aprendizagens incentivando o envolvimento, a autonomia e criatividade no processo de aprendizagem do aluno (Harlen, 2007).

Muchas son las estrategias que actualmente se investigan en la búsqueda de un desarrollo integral de los estudiantes, es importante desenvolver estrategias diferenciadas que fomenten articulaciones entre el conocimiento matemático y las diferentes formas de representar ese conocimiento, así como, entre el saber académico y los conocimientos provenientes del cotidiano.

Desarrollamos un trabajo de investigación con alumnos del 11º año del área de artes de un instituto del noroeste de Portugal. El origen de todo el trabajo estuvo en la constatación de que estos alumnos no adquirieron conocimientos básicos de geometría que ya habían sido impartidos en el curso anterior. Los alumnos evidenciaron en las aulas de geometría descriptiva serias dificultades y obstáculos, en la comprensión de conceptos, en los procesos geométricos y en el desarrollo de un pensamiento argumentativo de carácter deductivo.

En una reunión intercalar los profesores de matemática y geometría descriptiva reflexionaron sobre este problema alertando al conjunto de los docentes de la clase para la importancia de los conceptos no interiorizados. Los profesores propusieron dos estrategias para colmatar las dificultades, por un lado, solicitar a la dirección del establecimiento un refuerzo en la carga horaria de los alumnos y por otro, que el profesor de matemática trabajase con los alumnos los conocimientos de geometría del año anterior. Por parte de la dirección de la escuela fue atribuido un tempo de 45 minutos a lo largo   de todo el curso y el profesor de matemática organizo el abordaje de los conceptos ya impartidos, con recurso a estrategias innovadoras, desarrollando procesos de enseñanza y aprendizaje que fuesen enriquecedores y estimulantes permitiendo el envolvimiento activo de los alumnos. Pretendemos analizar las dificultades de los alumnos de artes en adquirir conocimientos geométricos, así como, analizar los efectos de la implementación de estrategias creativas, en clase, dirigidas fundamentalmente para alumnos que evidencian dificultades en el ámbito de las matemáticas y así fomentar el envolvimiento activo, generando un proceso creativo, en los alumnos, que colabore en el desenvolvimiento de procesos de enseñanza y aprendizaje estimulantes.

Las dificultades de los alumnos en la interiorización y adquisición de conocimientos geométricos, en muchos casos, provienen, de la capacidad de abstracción que es exigida, principalmente en la visualización espacial y su representación. De ahí ser importante reflexionar sobre estrategias más adecuadas para tratar contenidos en el área de la geometría pues ésta desempeña un papel formativo como instrumento na interpretación e intervención sobre la realidad.

Los recursos didácticos pueden ayudar a desbloquear esas dificultades, las cuales son frecuentes en este dominio, por otro lado, la diversidad de recursos puede contribuir para la construcción de una metodología que se torne más eficaz junto del alumno. Esta eficacia pasa por favorecer el envolvimiento activo del alumno. (Aravena, Caamaño & Cabezas, 2007).

Según Pais (2006) la valoración de procedimientos de enseñanza más significativos requiere la superación de las prácticas reproductivas, sustituyéndolas por dinámicas que ayuden al alumno a desenvolver su creatividad, pues cada vez es más necesario fomentar la creatividad con miras a preparar a los alumnos, para enfrentar los retos contemporáneos.

La dinámica de la clase de matemática puede ser influenciada por factores muy diferentes, (Pires, 1999) enumera algunos de ellos destacando: el contexto escolar y social, los alumnos, con sus concepciones y aptitudes relativas a la matemática, así como sus conocimientos y experiencias; el profesor, con sus conocimientos y competencias profesionales, las actividades que éste propone y los materiales que los alumnos utilizan para su abordaje.

Diversas investigaciones (Alsina et-al., 1988; Fernández et-al, 1991; Calvo,1996) coinciden en que la geometría sirve para interpretar y actuar sobre el espacio, y que la utilización de materiales favorece la interacción del medio con el alumno y dan lugar a un aprendizaje más significativo.

La visualización es una forma de razonamiento en la investigación en matemáticas y, en particular, en Educación Matemática, es considerada importante, porque constituye una forma alternativa de acceder al conocimiento matemático; la comprensión de los conceptos matemáticos requiere múltiples representaciones y la representación visual puede transformar la comprensión de sí mismo; la visualización es parte de la actividad matemática. Es importante desarrollar en nuestros alumnos procesos fundamentales de las competencias geométricas, tales como   visualizar, manipular, explorar y modelar (Borba & Villarreal, 2005).

Al verificar que muchos de los conceptos subyacentes al capítulo geometría en el plano y el espacio, 10º ano de Matemática B, no habían sido adquiridos ni interiorizados reformulamos la planificación de los trabajos del 11º año teniendo como objetivo revisitar los conceptos geométricos ya impartidos, visto que, son fundamentales en el curso de artes ya que son utilizados con regularidad en otras de las asignaturas. Toda esta reformulación fue posible con la inclusión de un tiempo semanal de 45 minutos, a lo largo de todo el año escolar, lo que permitió trabajar con los alumnos los conceptos de geometría del año anterior.

Intentando dar cuenta del alcance pretendido desarrollamos un estudio de carácter cualitativo e interpretativo procurando analizar y comprender como la implementación de estrategias creativas puede fomentar el envolvimiento activo y generar un proceso creativo en los alumnos desenvolviendo, de esta forma, procesos de enseñanza y aprendizaje estimulantes.  Acompañamos todo el desarrollo del trabajo de los intervinientes, intentando comprender las motivaciones, necesidades y comportamientos de los elementos involucrados en la investigación, para tal pusimos en práctica un estudio de caso. La clase involucrada es la del 11º Año del área de artes, formada por siete alumnos en la asignatura de Matemática B, con edades comprendidas entre los 15 y los 20 años. Los alumnos de esta clase evidenciaban grandes dificultades en la interpretación y aplicación de los conceptos impartidos en el 10º año.  Dos de estos alumnos están por tercera vez en el 11º año. Por lo general son alumnos con muchas dificultades en todas las asignaturas a lo que no escapa la matemática, pero la mayoría se muestran interesados y van desenvolviendo sus capacidades, cuando tomamos como referencia el punto donde se iniciaron.

Introducimos artefactos de otra cultura en clase, con dos objetivos, fomentar el envolvimiento activo de los estudiantes trabajando en clase la cestería de otro país, República Democrática de Timor Este e iniciar el abordaje a los conceptos de geometría del 10º año que no estaban adquiridos. Al introducir en la clase artefactos ajenos a la realidad cultural de los alumnos, es posible que éstos se evidencien como entes motivadores y facilitadores de la interiorización de conceptos matemáticos.

Se pretendió que los alumnos analizasen  artefactos de cestería bajo el  punto de vista de los modelos o  patrones  geométricos solicitamos a los alumnos la identificación de algunos elementos, transformaciones geométricas, frisos o pavimentaciones, que pudiesen estar presentes en la construcción de los artefactos en análisis y, por otro lado, como los artefactos estudiados proceden de Timor Este, también se  pretendía fomentar en los alumnos una estima por la diversidad cultural y desenvolver el  gusto por el conocimiento de otras culturas. El trabajo se desenvolvió a lo largo de 7 clases con la duración de 90 minutos cada una.  Durante todo el trabajo se grabaron en audio las clases y se procedió a la filmación de algunas de ellas. Los alumnos construyeron los respectivos informes acompañados de los trabajos desarrollados en las diferentes aulas.

Nuestro trabajo se centró en analizar las dificultades subyacentes al aprendizaje de conceptos geométricos y por otro lado valorar el efecto que puede producir la inclusión en la clase de artefactos de otra cultura como elementos catalizadores del aprendizaje. Pretendemos analizar las dificultades de los alumnos de artes en adquirir conocimientos geométricos, así como, analizar los efectos de la implementación de estrategias creativas, en clase, dirigidas fundamentalmente para alumnos que evidencian dificultades en el ámbito de las matemáticas y así fomentar el envolvimiento activo, generando un proceso creativo, en los alumnos, que colabore en el desenvolvimiento de procesos de enseñanza y aprendizaje estimulantes.

1. Relato da prática profissional

Iniciamos el desenvolvimiento del trabajo, en clase, con la formación de 2 grupos de trabajo Grupo A: Tiago; Rita; Bruna; Melissa; Grupo B: Daniela; Bianca; Tatiana (nombres ficticios). A cada uno de los grupos les fueron fornecidos dos cestos y un guion para el desenvolvimiento del trabajo. A continuación, presentamos la traducción del guion proporcionado a los alumnos:

Al solicitar a los alumnos que dibujasen de forma libre los artefactos pretendimos ir al encuentro de sus gustos, visto tratarse de una clase de artes, por otro lado, al registrar en papel milimetrado tuvimos como objetivo desenvolver la capacidad de observación y análisis de la realidad y facilitar la interpretación de los conceptos matemáticos subyacentes a la construcción de los artefactos.

En la figura 1 y 2 observamos los artefactos distribuidos a cada grupo. Solicitamos que, puntualmente, usasen sus móviles para fotografiar los objetos. A continuación, se les explicó que procedían de Timor Este y solicitamos su participación en el sentido de que hablasen sobre lo que conocían de un país tan lejano. Refirieron que tenían alguna idea, pero no muy clara de su posición geográfica, así como de la relación histórica con Portugal. Se aprovechó este momento para de forma resumida referenciar la relación histórica de Timor Este con Portugal y solicitar a los dos grupos que, en casa, hicieran una pesquisa sobre Timor Este, su historia y cestería.

Figura1- Cestos fornecidos ao grupo A

Figura2-  Cestos fornecidos ao grupo B

La primera parte del trabajo consistió en solicitar a los alumnos que dibujasen los artefactos, destacando que cada elemento del grupo debería hacer un dibujo de uno de los cestos. La primera pregunta por parte de los alumnos fue si había necesidad de rigor a lo que se contestó, en el sentido de hacerles ver que en esta primera fase y como alumnos de arte, podían hacer una interpretación libre de la realidad, dibujando el artefacto conforme su sentido artístico y su intuición, en la figura 3 presentamos algunas de las representaciones realizadas por los alumnos.

Figura3- Algunos de los dibujos realizados por los alumnos           

En el tercero y cuarto período de 90 minutos se les entregó papel milimetrado y hablamos sobre esta nueva fase del trabajo, donde ahora no es la visión del artista, pero si la visión del investigador matemático que pretende descubrir que patrones geométricos existen en los artefactos. Entonces procedieron a la representación, en el papel proporcionado, de las partes que consideraban más importantes de los artefactos.

En el quinto y sexto período de 90 minutos utilizaron sus representaciones para identificar patrones geométricos y transformaciones geométricas. Por último, fue indicado que deberían elaborar un informe, y posteriormente a su lectura y análisis, por parte de la profesora, tenían que hacer la presentación, reflexión y discusión sobre el trabajo desarrollado.

En el séptimo período de 90 minutos, cada grupo de trabajo, con recurso a una presentación en power point, expuso su trabajo. Cada grupo tuvo 15 minutos para su exposición y posteriormente discutimos aspectos importantes relacionados con los conceptos matemáticos subyacentes al desenvolvimiento del trabajo y las dificultades que quedaron evidentes en las exposiciones, así como las que ya habían sido identificadas en el análisis de los informes.

A continuación, mostramos algunos de los trabajos desarrollados por los alumnos donde quedaron patentes las dificultades para interpretar la realidad y explicarla con un cierto rigor.

Situación 1: Pavimentaciones

En la figura 4 presentamos el registro fotográfico de uno de los cestos desde dos ángulos diferentes de visión y en la figura 5, la representación de la base del mismo cesto en papel milimetrado por parte de uno de los alumnos.

Figura4- Parte superior de uno de los cestos

Figura5- Representación en papel milimetrado

Observamos que la alumna no comprende la diferencia entre friso y pavimentación, cuando identifica que está en presencia de una pavimentación y al mismo tiempo identifica el motivo mínimo del friso. Por otro lado, refiere el motivo mínimo como un hexágono regular, y gráficamente identifica un cubo. En la discusión oral del trabajo se le pidió a la alumna que construyese una pequeña parte de la pavimentación. Procedió a la construcción usando un cubo y se generó la discusión sobre la definición que habían presentado, donde indicaban que la pavimentación era construida con polígonos. Toda esta discusión permitió clarificar con los alumnos ideas importantes sobre el plano y el espacio, fomentando el desarrollo de las capacidades de visualización, reconocimiento, identificación, clasificación y representación de relaciones geométricas.

Situación 2: Frisos

En la figura 6 observamos el registro fotográfico de uno de los cestos con dos perspectivas diferentes y en la figura 7 la representación del detalle ornamental del cesto en papel milimetrado.

Figura6- Detalle lateral de uno de los cestos

Figura7- Representación en papel milimetrado

Observamos dificultades en la identificación de las transformaciones que están subyacentes a la construcción del friso, la identificación del friso según esta alumna proviene de la repetición de un motivo e refiere una translación horizontal. En la discusión oral solicitamos que hiciese en el encerado el friso usando solamente una translación, le obligamos a escoger un vector para asociar a la translación y ella misma verificó que existían otras transformaciones asociadas para que la construcción del friso fuese la deseada. La alumna dijo “necesito de algo más para que dé la vuelta”, habiendo discutido entonces como son formados los frisos y cuales las transformaciones inherentes a su construcción. A continuación, proyectamos la fotografía del cesto y verificamos que no existía la necesidad de “dar la vuelta”; fue esta alumna quien en su representación construyó un friso diferente del que había en el artefacto.

1. Discussão e avaliação da implementação da prática profissional

A lo largo del estudio desarrollado verificamos que uno de los puntos fuertes de este trabajo fue la receptividad con la que los alumnos lo encararon. Los artefactos introducidos funcionaron como elementos motivadores y dinamizadores, así como, también permitieron transponer los aprendizajes para contextos fuera de las matemáticas y fomentaron momentos de reflexión y crítica social colaborando en la formación de individuos críticos y reflexivos ante la realidad que los rodea.

A lo largo de toda la construcción surgieron momentos en los que quedaron evidentes las dificultades de estos alumnos; cuando pretendían representar las figuras geométricas, lo que verificamos al acompañar el trabajo de cada grupo. Uno de los problemas que quedó patente en casi todos fue que cuando pretendían representar un cuadrado y su diagonal, asumían que las medidas eran iguales y cuando repetían el patrón decían “no cuadra”. Se dibujó en el encerado un cuadrado de lado uno y se les pidió que calculasen la medida de la diagonal. Lo fueron haciendo y comprendieron que las medidas eran diferentes, lo que permitió que identificasen el problema subyacente a su “no cuadra”.

Durante la discusión final de los informes, muchos de los conceptos subyacentes al desenvolvimiento del trabajo fueron nuevamente abordados al poner de manifiesto la falta de rigor y la no consecución de los objetivos establecidos. Verificamos que los alumnos no consiguen formalizar los conceptos adquiridos y que, en la mayoría de los casos, las nociones geométricas son expresadas de forma intuitiva, sin la formalización y el rigor que deberían estar asociados a este nivel de estudios. También evidenciaron una gran dificultad en expresar sus ideas en la discusión oral, así como, en la capacidad de abstracción que es exigida, principalmente en la visualización espacial y su representación.

Observamos, tal como refieren Aravena, Caamaño & Cabezas (2007) que los alumnos presentan serias dificultades y obstáculos, tanto en la comprensión de los conceptos, como en los procesos geométricos y en el desarrollo de un pensamiento argumentativo de carácter deductivo, lo que dificulta el desarrollo de procesos de pensamiento y razonamiento matemático.

Al analizar los resultados académicos de estos alumnos verificamos que existió una leve mejoría en la aplicación de los conceptos geométricos abordados y que en el examen nacional las preguntas de geometría fueron unas en las que tuvieron un relativo suceso y se observó una mejoría en Geometría Descriptiva y también en la asignatura de Diseño, fundamentalmente en los trabajos que envolvían conceptos de carácter geométrico. No en tanto, los resultados no son todo lo satisfactorio que pretendíamos, algunos de ellos continuaron a evidenciar dificultades en la aplicación y comprensión de conceptos geométricos básicos.

Aunque a nivel de los conceptos geométricos, subyacentes al desenvolvimiento del trabajo, éste no haya dado los frutos deseados, de nuestra parte consideramos que fue positivo en el sentido de contribuir para una mayor receptividad por parte de los alumnos a la geometría, así como colaborar en la construcción del conocimiento de una forma sustentada.

Nuestros resultados coinciden con las investigaciones (Alsina et-al., 1988; Fernández et-al., 1991; Calvo, 1996) en el sentido de que la utilización de materiales favorece la interacción del medio con el alumno y da lugar a un aprendizaje más significativo. Los artefactos introducidos en clase se evidenciaron como elementos motivadores e facilitadores del aprendizaje, permitiendo que el revisitar de los conceptos ya impartidos, se realizase con entusiasmo y motivación.

En el desarrollo del estudio quedaron patente las dificultades que estos alumnos tienen en la formalización e interiorización de los conceptos geométricos, pero la inclusión en clase de recursos educativos innovadores y fomentadores de la creatividad se reveló como un catalizador de los procesos de enseñanza y aprendizaje. Los alumnos mejoraron sus resultados en la utilización y aplicación de conceptos geométricos tanto en la disciplina de matemática como en la de geometría descriptiva.

Este trabajo pone en evidencia que la integración en la clase de formas de trabajo matemático de naturaleza más abierta, puede funcionar como elemento motivador, fomentar la creatividad y el gusto por descubrir y saber hacer, contribuyendo para la mejoría de los resultados académicos de nuestros alumnos.

A propósito do programa de Promoção do Sucesso Escolar e dos recentes convites feitos a escolas e agrupamentos de escolas pelo Ministério da Educação para apresentação de planos de ação estratégica de melhoria das aprendizagens e sucesso escolar, refletimos sobre resultados obtidos em investigação passíveis de serem replicados com êxito neste contexto.

Este programa relega na escola a responsabilidade de ajudar os alunos a aprender a aprender, incentivando para o desenvolvimento de estratégias diferentes das habitualmente utilizadas e para a mudança nos métodos de ensino e no ambiente da sala de aula.

Pensamos que aumentar o tempo de lecionação (como frequentemente se ouve a alguns docentes) não constitui solução, mas que é imprescindível implementar práticas diferentes. Por outro lado, consideramos que resultados de investigações feitas no âmbito de mestrados e doutoramentos realizados com aplicação a alunos portugueses não são, em geral, devidamente aproveitados.

No Edital do referido programa, pede-se a identificação da fragilidade/problema que, pelo facto de condicionar as aprendizagens dos alunos, carece de resolução. A deficiente capacidade de raciocínio e a falta de competências processuais que permitem aos alunos pensar cientificamente os problemas, de procurar informação relevante e de resolver de forma autónoma as situações que enfrentam, são frequentemente relatadas pelos docentes. É para dar resposta a este tipo de questões que propomos as metodologias que passamos a expor.

2. Relato da prática profissional

A presente proposta baseia-se nos resultados obtidos no desenvolvimento de capacidades de raciocínio com uma metodologia de ensino orientada para aprendizagem centrada na resolução de problemas, aliada ao método de infusão. Esta metodologia foi testada na componente de Física do 10º ano de escolaridade, em dois estabelecimentos de ensino de regiões diferentes de Portugal (Machado, 2007; Santos, 2008) e teve como objetivos:

• A conceção de problemas visando o desenvolvimento de algumas capacidades de raciocínio, previamente selecionadas.

• Elaboração de estratégias de acompanhamento da resolução de problemas pelos alunos.

• Análise do progresso dos alunos.

• Identificação das vantagens e das dificuldades dos alunos na realização das atividades propostas.

Os programas das disciplinas na área da Física e da Química dão ênfase à resolução de problemas, identificando as competências que se devem desenvolver nos alunos com a realização de atividades deste tipo. No entanto, é comum ouvir-se aos professores justificações para não seguir esta metodologia:

- “os programas são demasiado ambiciosos”; “não haveria tempo para cumprir o programa”;

- “não é possível seguir uma metodologia de resolução de problemas porque os alunos não estão preparados para isso”;

Tal como em (Zohar, 2004), os resultados obtidos com esta metodologia parecem contrariar estas ideias, mostrando uma melhoria dos conhecimentos e das capacidades de raciocínio dos alunos e revelando-se uma boa solução especialmente para os alunos mais fracos.

Esta metodologia de ensino foi implementada em duas turmas do 10º ano de escolaridade, durante o estudo da componente de Física (na disciplina de Física e Química B do Curso Tecnológico de Informática do Ensino Recorrente por Módulos Capitalizáveis do Ensino Noturno, durante 17 aulas de 90 minutos numa escola do norte do país e na disciplina de Física e Química A do Curso Científico-Humanístico de Ciências e Tecnologias de uma escola da zona de Coimbra, durante  43 aulas de 90 minutos). Envolveu ao todo 41 alunos.

2.1     Metodologias baseadas na resolução de problemas

A resolução de problemas constitui um meio excelente para o desenvolvimento das capacidades de pensamento dos alunos. Estas metodologias podem ser utilizadas para produzir saber e saber fazer a diversos níveis, desde as capacidades mais básicas às mais complexas, que permitam ao indivíduo ajustar-se às necessidades do meio em que vive (Lopes, 1994). Lambros (2004) defende que a aprendizagem baseada na resolução de problemas fomenta o desenvolvimento das capacidades dos alunos ao nível da compreensão e da retenção do conhecimento.

Numa metodologia centrada na resolução de problemas, a aprendizagem é concretizada na exploração de um problema cuja resolução implica o estudo dos conteúdos inerentes à situação em causa (Lambros, 2004; Lopes e Costa, 1996). Os alunos partem de uma situação conhecida que envolve conceitos desconhecidos que tentam compreender para resolver o problema. Desta forma, a aprendizagem de conceitos e de processos deixa de ser o ponto de partida, passando a constituir o ponto de chegada resultante da resolução do problema.

Reis (2004), Zohar (2004), Jiménez (2005), Zimmerman (2005) e Wong e Berry (2000), entre outros, sugerem que o ensino das ciências deverá utilizar os processos mentais envolvidos na aprendizagem para permitir a otimização das potencialidades intelectuais dos alunos, apresentando a resolução de problemas como uma metodologia eficaz para favorecer o desenvolvimento cognitivo. Estes autores referem que os estudantes envolvidos neste tipo de ensino se tornam mais autónomos, ativos e ponderados na tomada de decisões. Às razões anteriormente apontadas, Lopes (1994) acrescenta o facto de que a vivência de um tal processo aumenta os saberes e desenvolve competências cognitivas como formular, identificar, converter e resolver problemas. Para além disso, gera processos importantes na formação científica dos alunos: formulação de hipóteses, controlo de variáveis e desenvolvimento de atitudes de persistência. Este autor entende a resolução de problemas como um processo interativo entre os alunos e os contextos problemáticos e as tarefas inerentes à resolução do problema. Durante a sua resolução, os conceitos são identificados, desenvolvidos e confrontados com as conceções dos alunos.

Estudos realizados por Zohar et al. (1994), Zohar e Nemet (2002) e Aznar e Orcajo (2005) permitem concluir que os alunos envolvidos numa metodologia de ensino orientada para a resolução de problemas desenvolvem as suas capacidades de raciocínio de forma mais evidente do que os que são ensinados por uma metodologia mais tradicional. As aulas deverão ser organizadas de forma a que os alunos nunca deixem de realizar tarefas em que discutam as suas ideias, analisem documentos, recolham dados, formulem hipóteses, projetem soluções para problemas.

2.2     Desenvolvimento de capacidades de raciocínio

A capacidade de pensar é considerada essencial à aprendizagem e reconhece-se que o desenvolvimento das capacidades cognitivas dos alunos melhora quando eles são ensinados a pensar melhor no seu processo de aprendizagem (Wong e Berry, 2000).

Para Nisbet (1993), o pensar envolve, para além da aquisição de conhecimentos, estratégias para o adquirir e mobilizar, sugerindo que apenas se atinge qualidade de pensamento quando se é capaz de o aplicar de forma adequada. Esta capacidade de mobilizar o conhecimento está subjacente à noção de competência defendida por Perrenoud (1998) que entende que ter uma competência implica ser capaz de mobilizar um conhecimento adquirido e por isso não se pode dissociar do conhecimento.

Rajendran (2002a) define as capacidades de pensamento de nível superior como aquelas que a mente executa perante um desafio: interpretação, análise, manipulação de informação no sentido de dar uma resposta ou resolver um problema que não pode ser resolvido de forma direta, pela aplicação de uma rotina previamente adquirida. São estas as capacidades que, de forma mais específica, Zimmerman (2005) inclui no raciocínio científico: capacidade de inquirir, delinear experiências, avaliar evidências, fazer inferências, elaborar argumentações. Zohar (2004) acrescenta: resolver problemas não algorítmicos, lidar com controvérsias, identificar pressupostos não evidentes, formular hipóteses. Dados de muitas pesquisas relatam que o “saber” dos alunos se encontra em níveis baixos das capacidades cognitivas e que é também a esse nível que a maioria das avaliações (por testes escritos, em particular) os avalia. Para além disso, o ensino é em geral organizado de forma sequencial, partindo das tarefas mais simples para as mais complexas. Zohar et al. (1994) referem que a consequência mais séria desta visão é o facto de as capacidades cognitivas de alto nível aparecerem tarde pois alguns estudantes nunca tiveram oportunidade de as desenvolver.

 Parece evidente para todos os autores que, para melhorar nos alunos as capacidades inerentes ao pensamento crítico, é necessário envolvê-los em atividades práticas no contexto da Ciência, permitir que os próprios alunos façam Ciência. Jiménez (2005) caracteriza esta forma de aprender como uma aprendizagem participada, em que os alunos aprendem explorando a situação real que estão a vivenciar e compreendem que, tornando-se cidadãos esclarecidos, podem intervir na realidade que os rodeia.

2.3     O método de infusão

Na tentativa de ultrapassar as limitações das capacidades de pensamento de alto nível que ainda se registam nos alunos, Zohar et al. (1994), Vieira e Vieira (2000), Zohar e Nemet (2002), entre outros, propõem um processo de infusão em que o ensino das capacidades de pensamento é promovido no contexto curricular de cada disciplina. A planificação curricular, a definição dos objetivos de aprendizagem e a seleção de atividades são feitas em função das capacidades que os alunos devem desenvolver. Nesta abordagem, os conteúdos são estudados enquanto os alunos se envolvem em tarefas que foram planeadas para desenvolver determinadas capacidades. Dessas constam a resolução de problemas, o questionamento, a argumentação, …, sobre os conteúdos da disciplina em que ocorrem. Assim, combinando o ensino de capacidades de raciocínio com o dos objetivos específicos curriculares, acredita-se que se potenciam dois aspetos da aprendizagem: pensamento e entendimento concetual (Zohar, 2004). Estar-se-á a contribuir para o desenvolvimento dessas capacidades e também para uma melhor compreensão dos conteúdos, uma vez que, para avaliar uma situação, é necessário adquirir conhecimentos acerca daquilo que lhe está inerente. A autora sublinha ainda que a abordagem por infusão também melhora a transferência dos saberes. Alega que, se as capacidades de pensamento não se transferirem de um para outro domínio, não interessa ensiná-las num campo específico porque tal não contribui para o desempenho dos estudantes noutros campos.

Vieira e Vieira (2000) defendem que o processo de infusão aumenta o impacto da aprendizagem das capacidades de pensamento pois é feito de forma contextualizada. As possibilidades de transferência destas capacidades são facilitadas pelo processo de infusão pois os alunos aplicam-nas numa multiplicidade de contextos, utilizando as diferentes linguagens de cada disciplina na realização de tarefas diversificadas. A infusão das capacidades de pensamento nos conteúdos de disciplinas, em particular nas disciplinas ligadas à Ciência, obriga os alunos a lidar com a informação científica de uma forma mais aprofundada e próxima do “fazer Ciência” e a tomar uma postura mais ativa na realização de tarefas contribuindo para a aquisição de conhecimento mobilizável.

Fazendo um resumo das estratégias propostas pelos diversos autores já citados, poder-se-á utilizar a lista de atitudes a tomar na condução das aulas como promotoras das capacidades de pensamento apresentada por Rajendran (2002b):

- Utilizar estratégias de resolução de problemas e de tomada de decisão no processo de ensino aprendizagem;

- Identificar as estratégias específicas que se usam na resolução de problemas e refletir sobre processo de resolução com os alunos, de forma explícita, com o intuito de desenvolver a metacognição;

- Colocar questões que obriguem os alunos a responder “porquê” e “como”;

- Aplicar as estratégias cognitivas no contexto das diferentes matérias;

- Dar tempo aos estudantes para responder às questões colocadas;

- Procurar múltiplas respostas para as questões formuladas, quer nas discussões, quer nas respostas escritas;

- Promover o raciocínio indutivo partindo de dados específicos para estabelecer os princípios gerais;

- Elaborar sínteses das aulas onde se discutiram temas;

- Proporcionar nas aulas um ambiente propício ao pensamento, estabelecendo uma atitude de aceitação de todas as opiniões durante as discussões geradas;

- Encorajar os estudantes a expressar as suas ideias de forma correta e exigir-lhes que melhorem a precisão com que as expressam;

- Esperar que todos os alunos possam e consigam desenvolver as suas capacidades cognitivas.

2.4     Desenvolvimento do projeto

Na organização da metodologia de ensino, foi utilizada a abordagem por infusão caracterizada por Zohar et al. (1994) e a sequência de estudo dos problemas apresentada por Lambros (2004). Os problemas foram elaborados tendo em conta as características definidas por vários autores (por exemplo, Lopes, 1994; Brincones, 1999; Lambros, 2004 e Vásquez et al., 2004) e o modelo de ensino centrado na resolução de problemas (Lopes e Costa, 1996 ). Procurou-se que os problemas fossem relevantes para os alunos, que os levassem a assumir um papel semelhante ao que poderão assumir na sua vida quotidiana, pois sabe-se que a aprendizagem baseada na resolução de problemas é mais efetiva se os alunos se identificarem com o papel que devem assumir na sua resolução. Pretendia-se também que, a partir da exploração dos problemas, se desenrolasse todo o processo de ensino aprendizagem, se estudassem os conceitos relativos aos diferentes conteúdos de aprendizagem do 10º ano de Física e se treinassem determinadas capacidades de raciocínio. Nesta perspetiva, o ponto de partida para a aprendizagem seria uma questão derivada da análise do problema e, depois de compreendido o conceito/conteúdo em causa, essa compreensão deveria reverter para a resposta à questão em estudo resolvendo-se assim o problema colocado.

A metodologia de ensino foi orientada para que:

- A aprendizagem fosse uma consequência da necessidade da resolução dos problemas;

- Os conceitos de Física fossem estudados num contexto real de aplicação;

- Os alunos assumissem um papel ativo na construção do conhecimento, identificando as próprias necessidades de aprendizagem;

- A informação/explicação dada pela professora fosse disponibilizada apenas depois de os alunos a identificarem como essencial à resolução do problema;

- As atividades práticas e experimentais estivessem integradas no processo de resolução dos problemas.

Elaboraram-se problemas, um para cada unidade de ensino, a partir dos quais seriam explorados os respetivos conteúdos.

Como os alunos não tinham muita experiência no âmbito da resolução de problemas, optou-se por elaborar uma “Folha de resposta ao problema”, na qual eram feitas algumas questões no sentido de orientar os alunos na sua execução. A análise e a resolução do problema implicavam a abordagem dos conteúdos referentes ao tema em estudo e o treino de algumas capacidades de raciocínio, como por exemplo:

- Interpretar de enunciados (fazer o resumo de uma situação, distinguir a informação essencial da acessória, identificar as palavras-chave, …);

- Identificar a questão problema;

- Interpretar tabelas e gráficos;

- Interpretar fenómenos físicos, situações quotidianas, …

- Relacionar/associar grandezas, propriedades com a função, natureza, …

- Comparar valores e estabelecer relações de grandeza;

- Estimar valores plausíveis para uma variável;

- Prever resultados de exercícios, experiências;

- Analisar fenómenos, esquemas, textos, soluções de forma crítica;

- Estabelecer o significado de grandezas físicas compostas a partir das suas unidades;

- Calcular grandezas a partir de equações matemáticas;

Os alunos tiveram alguma dificuldade em identificar os dados e o que já sabiam que era útil para a resolução do problema e em formular questões que considerassem interessantes para esta resolução. Depois de alguns esclarecimentos e durante o debate mediado pelo professor, os alunos formularam algumas questões relacionadas com os conteúdos presentes no problema e, também, outras questões mais diretamente relacionadas com os dados fornecidos no enunciado. As questões, embora interessantes, não traduziam de forma clara e objetiva o problema que os alunos teriam que resolver. Em consequência, um dos professores não colocou as questões essenciais, esperando que durante a exploração do problema os alunos sentissem necessidade de as colocar para dar resposta à situação. O outro optou por colocar no quadro duas listas, “O que é que já sei que é importante para a resposta” e “O que falta saber para dar a resposta” e, em conjunto com a turma,  foi preenchendo o quadro. Durante a troca de ideias acerca do enunciado do problema, os alunos revelaram várias incorreções na utilização dos conceitos envolvidos.

Face ao comportamento dos alunos e às dificuldades reveladas nesta primeira fase, decidiu-se que a primeira abordagem do 2º problema seria feita oralmente, em conjunto com todos os alunos da turma e o professor. Também não haveria uma folha específica para registar as questões levantadas, os alunos iriam registando no caderno diário as perguntas a que seria necessário dar resposta e as informações/explicações essenciais à resolução do problema.

Planificaram-se também aulas dedicadas apenas à resolução de exercícios de aplicação durante a resolução do problema e não apenas no final como tinha acontecido inicialmente.

Para clarificar os conceitos referidos nos problemas, realizaram-se algumas atividades: medições, análise de tabelas e de gráficos, resolução de alguns exercícios numéricos, etc. Os alunos tiveram um papel ativo na execução destas atividades que foram orientadas pelo professor com a preocupação de centrar neles o processo de ensino aprendizagem. Para tal, os alunos foram chamados a levantar hipóteses e a confirmá-las através da experimentação, elaborar justificações, etc… A clarificação destes conceitos levou a que alguns alunos fizessem projeções acerca da resposta a dar ao problema. O debate acerca dos resultados experimentais permitiu esclarecer alguns conceitos. Para além de estudarem estes conceitos, os alunos fizeram medições de várias grandezas, registaram dados e fizeram o seu tratamento gráfico. As conclusões retiradas das atividades experimentais ajudaram a clarificar algumas respostas ao problema.

Após a solução dos problemas, foi feita uma sistematização dos conhecimentos adquiridos durante a sua resolução. Foi então necessário abrandar o ritmo de trabalho e dedicar mais tempo à resolução de exercícios e revisitar alguns conceitos cujo significado ainda não estava claro para os alunos. Como reconhece Lambros (2004), se sentirmos que a metodologia de resolução de problemas não está a resultar, é necessário parar e tentar perceber o que não está bem para o poder iniciar mais tarde de forma mais satisfatória.

3. Discussão e avaliação da implementação da prática profissional

Os conhecimentos e as competências iniciais dos alunos e os efeitos da metodologia de ensino aplicada foram avaliados através de dois testes (um de conhecimentos e outro de competências), aplicados antes e após a intervenção (Machado, 2007; Santos, 2008). Além destes pré e pós testes (iguais), para estudar a evolução dos alunos teve-se ainda em conta registos de observação das aulas e o desempenho dos alunos nas fichas de avaliação.

Os resultados obtidos permitem concluir que os alunos:

- melhoraram os seus conhecimentos;

- desenvolveram capacidades de nível mais elevado como a aplicação de conhecimentos, concretizada na resolução de exercícios e na elaboração de argumentações.

- motivaram-se mais para a aprendizagem e tornaram-se mais participativos e empenhados na resolução das tarefas propostas;

- desenvolveram atitudes de persistência o que aumenta a auto confiança na capacidade de ultrapassar as suas dificuldades;

-  desenvolveram uma visão diferente sobre a Física, reconhecendo-lhe  importância para a resolução de problemas do seu quotidiano;

Além disto, criou-se um clima de maior cooperação entre todos os alunos e entre estes e o professor.

A melhoria significativa das respostas às perguntas que se reportavam a situações quotidianas é reveladora do interesse, pode dizer-se mesmo entusiasmo, com que os alunos estudaram os conceitos a elas associados. De todos os alunos que realizaram o pós teste, apenas um (uma aluna com muitas dificuldades) não respondeu corretamente. Estas questões reportam-se a situações que muitos alunos pensavam compreender. Quando os conceitos a elas associados foram estudados gerou-se “um conflito cognitivo” que terá servido para que os alunos os compreendessem de forma efetiva. O facto de os alunos terem exposto previamente a interpretação que faziam dos fenómenos permitiu-lhes criar um confronto entre aquilo que sabiam (ou pensavam saber) e a interpretação cientificamente aceite. Os alunos que se envolveram nestas discussões compreenderam os fenómenos e foram capazes de transpor esse conhecimento para outras situações. Confirma-se também a importância de estudar os conceitos a partir de situações familiares aos alunos: por um lado motiva-os mais, por outro, percebem que o conhecimento científico lhes permite compreender o ambiente que os rodeia e criar novas tecnologias e materiais que melhoram as condições de vida nesse ambiente.

A acentuada melhoria das respostas dadas pelos alunos relativamente a conceitos permite concluir que a metodologia contribuiu de forma significativa para a evolução dos seus conhecimentos. A exploração dos temas através da resolução de problemas parece ter desenvolvido a capacidade de elaborar respostas mais completas embora alguns alunos continuassem a apresentar dificuldades em argumentar as suas opiniões utilizando linguagem cientificamente correta.

O trabalho ao longo do ano letivo permitiu verificar que a maioria dos alunos apresentava pouco desenvolvimento de capacidades de raciocínio de nível superior. No entanto, a implementação desta metodologia parece ter produzido melhorias. O mesmo resultado haviam verificado alguns autores como é relatado em Zohar et al. (1994), Zohar e Nemet (2002), Zohar (2004).

Pode dizer-se que a metodologia motivou a maioria dos alunos, criou um ambiente de maior cooperação entre os elementos da turma e desenvolveu nos alunos uma atitude de persistência e confiança na possibilidade de vencer as suas dificuldades.

À medida que prosseguiam na resolução dos problemas, os alunos foram revelando maior capacidade para colocar as questões que se deveriam responder para esta resolução. Comprovou-se a vantagem apontada por vários autores anteriormente citados, da exploração de situações reais que motivem os alunos a assumir um papel decisório sobre determinada questão. Ao estudar situações acerca das quais têm já uma opinião, os alunos estão mais à vontade para expor as suas interpretações, de as debater com os colegas o que provoca um ambiente mais propício à aprendizagem e permite um confronto entre as conceções dos alunos e os conceitos científicos que se vão estudando.

Acerca do trabalho experimental, a metodologia de ensino permitiu desenvolver nos alunos a capacidade de colocar hipóteses e de apresentar uma metodologia experimental para as testar. Notou-se também uma melhoria no domínio de técnicas laboratoriais no que se refere à medida de grandezas e tratamentos de dados experimentais.

Apesar destes indicadores positivos, reconhecem-se  algumas dificuldades. Relativamente ao trabalho do professor salientam-se as seguintes:

- criar problemas que sejam relevantes para os alunos e, simultaneamente, permitam a exploração de todos os conteúdos programáticos;

- gerir o tempo disponível com a extensão dos programas;

- gerir a ajuda a dar aos alunos, sobretudo na identificação das questões associadas à situação problemática.

Relativamente ao trabalho dos alunos notaram-se dificuldades em:

- abandonar a postura mais passiva a que estavam habituados;

- fazer uma leitura interrogativa das situações;

- lidar com a falta de dados explícitos no enunciado;

- utilizar adequadamente a informação disponibilizada para resolver os problemas.

Estudos mais recentes permitem tirar conclusões semelhantes (Carvalho, C. J., 2009; Batista, M. E., 2010).