METODOLOGIA DO ENSINO DE CIÊNCIAS
CICLO INVESTIGATIVO -
ETAPA 1
PROBLEMATIZAÇÃO
Os alunos desenvolvem fora da escola uma série de
explicações acerca dos fenômenos naturais e dos produtos tecnológicos, que
podem ter uma lógica interna diferente da lógica das Ciências Naturais, embora
às vezes a ela se assemelhe. De alguma forma essas explicações satisfazem as
curiosidades dos alunos e fornecem respostas às suas indagações. São elas o
ponto de partida para o trabalho de construção da compreensão dos fenômenos
naturais, que na escola se desenvolve. É necessário que os modelos trazidos pelos
alunos se mostrem insuficientes para explicar um dado fenômeno, para que eles
sintam necessidade de buscar informações e reconstruí-los ou ampliá-los. Em
outras palavras, é preciso que os conteúdos a serem trabalhados se apresentem
como um problema a ser resolvido.
O professor poderá promover a desestabilização dos
conhecimentos prévios, criando situações em que se estabeleçam os conflitos
necessários para a aprendizagem — aquilo que estava suficientemente explicado
não se mostra como tal na nova situação apresentada. Coloca-se, assim, um
problema para os alunos, cuja solução passa por coletar novas informações,
retomar seu modelo e verificar o limite dele.
Definido um tema de trabalho é importante o professor
distinguir quais questões são problemas para si próprio, que têm sentido em seu
processo de aprendizagem das Ciências, e quais terão sentido para os alunos,
estando portanto adequadas às suas possibilidades cognitivas. Também deve-se
distinguir entre as questões que de fato mobilizam para a aprendizagem —
problemas — e outras que não suscitam nenhuma mobilização. Por exemplo:
supondo-se uma classe trabalhando com o tema da cadeia alimentar, investigando
como os seres vivos se alimentam. Frequentemente os alunos já sabem que os
animais se alimentam de plantas, de outros animais ou de ambos. Possivelmente
pensam que as plantas se alimentam da terra que consomem pela raiz. Sabe-se,
entretanto, que as plantas produzem seu próprio alimento por meio do processo
da fotossíntese, para o qual concorre a água, a luz do sol e o gás carbônico do
ar. Têm-se aqui dois modelos explicativos: um pertinente à lógica do aluno e
outro fornecido pela Ciência, que se pretende que seja apropriado por esse
aluno.
Que perguntas poderão gerar conflitos de modo que o modelo
do aluno se mostre, para ele, insuficiente na explicação sobre a alimentação
das plantas? Como o aluno poderá compreender que a terra não é alimento para as
plantas, que vegetais não comem terra? Alguns caminhos são possíveis para que o
problema se coloque para o aluno de modo favorável à reformulação de seus
modelos, tais como questões, experimentos, observações propostos pelo
professor. Por exemplo, o professor poderá perguntar para a classe: “Se as
plantas comem terra, por que a terra dos vasos não diminui?”, “Como explicar o
fato de algumas plantas sobreviverem em vasos apenas com água?” e “Como algumas
plantas vivem sobre outras plantas, com as raízes expostas (algumas samambaias,
orquídeas)?”, ou ainda, “Como vocês podem provar que as plantas comem terra
pelas raízes?”.
Esses problemas exigem dos alunos explicações novas, que
deverão colocá-los em movimento de busca de informações — por meio da
experimentação, da leitura ou de outras formas — que lhes ofereçam elementos
para reelaborarem os modelos anteriores. Tomando o mesmo assunto, perguntas
como “As plantas produzem seu próprio alimento?”, ou “De que maneira as plantas
aproveitam o ar?” poderão ser respondidas pelos alunos nas formulações: “Não,
as plantas comem terra” e “As plantas aproveitam o ar para respirar”.
Constata-se que os modelos explicativos das crianças continuam suficientes para
responder as questões colocadas. Portanto, essas questões não se configuram em
problemas. Uma questão só é um problema quando os alunos podem ganhar
consciência de que seu modelo não é suficiente para explicá-lo. A partir de
então, podem elaborar um novo modelo mediante investigações e confrontações de
ideias orientadas pelo professor.
A problematização busca promover mudança conceitual. Sabe-se
que nem sempre ela ocorre; frequentemente concepções alternativas se preservam.
Ainda assim, pode haver aprendizagem significativa dos conceitos científicos.
Ao solucionar problemas, os alunos compreendem quais são as ideias científicas
necessárias para sua solução e praticam vários procedimentos.
Conforme já discutido no capítulo sobre ensino e
aprendizagem de Ciências, os alunos podem se apropriar de conceitos
científicos, mesmo conservando conceitos alternativos. E poderão ser capazes de
utilizar diferentes domínios de ideias em diferentes situações. Busca de
informações em fontes variadas A busca de informações em fontes variadas é um
procedimento importante para o ensino e aprendizagem de Ciências. Além de
permitir ao aluno obter informações para a elaboração de suas ideias e
atitudes, contribui para o desenvolvimento de autonomia com relação à obtenção
do conhecimento. São modalidades desse procedimento: observação,
experimentação, leitura, entrevista, excursão ou estudo do meio.
É importante que se tenha claro que a construção do
conhecimento não se faz exclusivamente a partir de cada um desses
procedimentos. Eles se constituem, como o próprio nome diz, em modos de obter
informações. Ao estudar o tema a ser investigado por sua classe o professor
verifica no conhecimento estabelecido uma rede de ideias implicada no tema em
questão e seleciona quais noções pretende desenvolver com seus alunos. As
noções escolhidas nortearão o professor na elaboração de problematização às
propostas de observação, experimentação e outras estratégias para a busca de
informações. O professor deve ter clareza de que são as teorias científicas que
oferecem as referências para que os alunos elaborem suas reinterpretações sobre
os temas em estudo, num processo contínuo de confronto entre diferentes ideias.
É papel do professor trazer elementos das teorias
científicas e outros sistemas explicativos para sua classe sob a forma de
perguntas, nomeações, indicações para observação e experimentação, leitura de
textos e em seu próprio discurso explicativo. É nesse processo intrinsecamente
dinâmico de busca de informações e confronto de ideias que o conhecimento
científico se constrói. O sujeito que observa, experimenta ou lê põe em ação
seus conhecimentos anteriores, interpretando as informações a partir de seus
próprios referenciais. Portanto, se esses momentos se destinam a coletar
informações para encaminhar as discussões e investigações planejadas, é
necessário que se oriente o aluno nessa busca, de modo que ele obtenha os dados
necessários ao confronto das suposições previamente estabelecidas e possa
reelaborá-las, tomando como referência a rede de ideias instalada pelo
professor.
Brasil. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais :
ciências naturais / Secretaria de Educação Fundamental. – Brasília : MEC/SEF,
1997. 136p.
ETAPA 2
OBSERVAÇÃO
DIRETA E INDIRETA
A capacidade de
observar já existe em cada pessoa, à medida que, olhando para objetos
determinados, pode relatar o que vê. Deve-se considerar que só são conhecidas
as observações dos alunos quando eles comunicam o que vêem, seja por meio de
registros escritos, desenhos ou verbalizações. Mas observar não significa
apenas ver, e sim buscar ver melhor, encontrar detalhes no objeto observado,
buscar aquilo que se pretende encontrar. Sem essa intenção, aquilo que já foi
visto antes — caso dos ambientes do entorno, do céu, do corpo humano, das
máquinas utilizadas habitualmente, etc. — será reconhecido dentro do patamar
estável dos conhecimento prévios. De certo modo, observar é olhar o “velho” com
um “novo olho”.
Para desenvolver a capacidade de observação dos alunos é
necessário, portanto, propor desafios que os motivem a buscar os detalhes de
determinados objetos, para que o mesmo objeto seja percebido de modo cada vez
mais completo e diferente do modo habitual. Assim, a observação na área de
Ciências Naturais é um procedimento guiado pelo professor, previamente
planejado. A comparação de objetos semelhantes, mas não idênticos; perguntas
específicas sobre o lugar em que se encontram objetos determinados, sobre suas
formas, ou outros aspectos que se pretende abordar com os alunos, são
incentivos para a busca de detalhes no processo de observação. Também a
supervisão de quem sabe o que mostrar — o próprio professor, um guia ou um
monitor — durante atividades de observação é valiosa para que os alunos
percebam os detalhes do objeto observado.
Existem dois modos de realizar observações. O primeiro,
estabelecendo-se contato direto com os objetos de estudo: ambientes, animais,
plantas, máquinas e outros objetos que estão disponíveis no meio. O segundo,
mediante recursos técnicos ou seus produtos. São os casos de observações feitas
por meio de microscópio, telescópio, fotos, filmes ou gravuras.
Para se realizar atividades de observação indireta, é
necessário reunir na sala de aula um acervo de materiais impressos com ilustrações
ou fotos em que os alunos possam observar e comparar certos aspectos
solicitados pelo professor. Os filmes devem ser gravados em vídeo para uso no
momento apropriado. Também são bons recursos para a coleta de informações pelos
alunos orientados pelo professor, que o assiste previamente e avisa os alunos
sobre quais aspectos deverão considerar com atenção.
Observações diretas interessantes para o bloco temático
“Ambiente” podem ser realizadas mediante estudos do meio, que ocorrem nas
proximidades da própria escola ou em seus arredores: parque, jardim, represa,
capão de mata, plantações, áreas em construção, ou outros ambientes cuja
visitação seja possível. Essas visitas precisam ser preparadas. O professor
deve conhecer o local, avaliando as condições de segurança necessárias para que
os alunos realizem os trabalhos. Também seleciona os aspectos a serem
observados e o tempo necessário para a atividade. Verifica a necessidade de
materiais e de acompanhantes para supervisionar e cuidar dos alunos. O professor
prepara um roteiro que é discutido com os alunos, pois é importante que cheguem
ao local de visita sabendo onde e o que observar, como proceder registros. Em
conversa anterior ao passeio, além de esclarecer dúvidas sobre o roteiro e
enriquecê-lo com sugestões dos alunos, o professor entra em contato com os
conhecimentos que as crianças já têm sobre os assuntos que estão estudando.
Observações diretas são ricas, pois obtêm-se impressões com
todos os sentidos e não apenas impressões visuais, como em observações
indiretas. Além disso o contato direto com ambientes, seres vivos, áreas em
construção, máquinas em funcionamento, possibilita observações de tamanhos,
formas, comportamentos e outros aspectos dinâmicos, dificilmente proporcionados
pelas observações indiretas. Uma vantagem destas últimas, entretanto, é
possibilitar o contato com imagens distantes no espaço e no tempo. Ainda que o
professor selecione aspectos a serem observados, ofereça um roteiro de
observação, ou proponha desafios, também é importante que uma parte das
observações seja feita de modo espontâneo pelos alunos, seguindo seus próprios
interesses, o que em geral ocorre naturalmente. É essencial que usufruam
pessoalmente de passeios e filmes, fazendo suas próprias descobertas que poderão
ser relatadas aos colegas e integrar o conjunto de conhecimentos desenvolvidos
para o tema.
ETAPA 3
EXPERIMENTAÇÃO
Frequentemente,
o experimento é trabalhado como uma atividade em que o professor, acompanhando
um protocolo ou guia de experimento, procede à demonstração de um fenômeno; por
exemplo, demonstra que a mistura de vinagre e bicarbonato de sódio produz uma
reação química, verificada pelo surgimento de gás. Nesse caso, considera-se que
o professor realize uma demonstração para sua classe, e a participação dos
alunos resida em observar e acompanhar os resultados. Mesmo nas demonstrações,
a participação dos alunos pode ser ampliada, desde que o professor solicite a
eles que apresentem expectativas de resultados, expliquem os resultados obtidos
e compare-os ao esperado.
Muitas vezes
trabalha-se com demonstrações para alunos pequenos, como nos casos de
experimentos que envolvem o uso de materiais perigosos — ácidos, formol, entre
outros — e fogo, ou quando não há materiais suficientes para todos. A
experimentação é realizada pelos alunos quando discutem ideias e manipulam
materiais. Ao lhes oferecer um protocolo definido ou guia de experimento, os
desafios estão em interpretar o protocolo, organizar e manipular os materiais,
observar os resultados e checá-los com os esperados. Os desafios para
experimentar ampliam-se quando se solicita aos alunos que construam o
experimento. As exigências quanto à atuação do professor, nesse caso, são maiores
que nas situações precedentes: discute com os alunos a definição do problema,
conversa com a classe sobre materiais necessários e como atuar para testar as
suposições levantadas, os modos de coletar e relacionar os resultados. Como
fonte de investigação sobre os fenômenos e suas transformações, o experimento
se torna mais importante quanto mais os alunos participam na confecção de seu
guia ou protocolo, realizam por si mesmos as ações sobre os materiais e
discutem os resultados, preparam o modo de organizar as anotações e as
realizam. Não existe experimento que não dê certo. Quando os resultados diferem
do esperado, estabelecido pelo protocolo ou pela suposição do aluno, deve-se
investigar a atuação de alguma variável, de algum aspecto ou fator que não foi
considerado em princípio, ou que surgiu aleatoriamente, ao acaso. É uma
discussão que enriquece o processo. Também, é bastante comum os alunos terem
ideias para mudar experimentos protocolados. É preciso incentivar a discussão
dessas ideias e pô-las em prática, sempre que possível. Não há perda de tempo
nisso.
CRIANÇAS PEQUENAS APRENDEM MELHOR
CIÊNCIAS/BIOLOGIA ATRAVÉS DA EXPERIMENTAÇÃO?
O uso
exclusivo da aula expositiva implica uma concepção de alunos como meros
arquivos de informações. Disto decorre a dificuldade da atribuição dos
significados específicos correspondentes aos conhecimentos contidos nessas
informações. Como consequência do processo, a memorização passa a se fazer
necessária, pois não há espaço para a compreensão onde prepondera a pura
transmissão de conhecimentos. A organização do conteúdo através de conceitos
estagnados faz dos alunos receptáculos de respostas sobre perguntas a que
jamais tiveram acesso ou chegaram a formular. E quanto aos recursos didáticos?
Como podem auxiliar? Qual seu verdadeiro papel no processo ensino-aprendizagem?
O que sabemos é que devem satisfazer os requisitos teóricos da didática das
ciências como também, se adequarem ao nível de desenvolvimento dos alunos e,
assim, contribuir efetivamente para a melhoria do processo ensino-aprendizagem,
auxiliando os estudantes a uma atitude ativa frente a estímulos que os levem à
operações mentais mais complexas, há uma atitude crítica e criativa em relação
ao conhecimento. Sob nosso olhar a experimentação desenvolvida por crianças de
1a a 4a séries, pode proporcionar tais desempenhos.
A
experimentação deve abranger práticas que além de causar inquietações e reflexões
aos alunos, possa instigá-los a procurar respostas às perguntas feitas por eles
próprios, ampliando ou modificando suas explicações para fatos e fenômenos das
ciências da natureza que vivenciam. A partir do momento que o aluno passa a
desenvolver uma atividade prática e ou experimental, proposições são feitas e
diante de uma dada situação-problema ele poderá identificar possíveis
estratégias para resolvê-la; selecionar e utilizar instrumentos adequados de
verificação; propor modelos explicativos; estabelecer relações entre fenômenos;
analisar e interpretar os resultados. A elaboração de seu conhecimento poderá
evoluir ou ampliar-se no que diz respeito às suas ideias iniciais e aproximação
às ideias científicas, conforme nos aponta 2791 CARVALHO et al (1998, p.20), ao
citar KARMILOFF-SMITH (1975) , sobre o papel da experimentação: “De uma
perspectiva construtivista, não se espera que, por meio do trabalho prático, o
aluno descubra novos conhecimentos. A principal função das experiências é, com
a ajuda do professor e a partir das hipóteses e conhecimentos anteriores,
ampliar o conhecimento do aluno sobre fenômenos naturais e fazer com que ele as
relacione com sua maneira de ver o mundo”. Os professores das séries iniciais
têm enfrentado dificuldades, não só quanto a pouca familiaridade com os
conteúdos de Ciências, mas também quanto aos recursos didáticos para
ensiná-los. O livro didático de ciências para as séries iniciais de
escolaridade, no contexto da educação brasileira, tem sido o principal quando não
o único instrumento de que os professores e seus alunos dispõem para o
desenvolvimento das atividades de ensino e de aprendizagem formal da
disciplina.
Em especial
nesta etapa de escolaridade, a experimentação pode ser muito simples e deve ser
compreendida como uma forma de coletar dados para a compreensão de fenômenos ou
fatos da natureza. Por exemplo, descobrir se um tatuzinho-de-jardim gosta de um
ambiente seco ou de um ambiente úmido exige apenas dois ambientes montados em
uma caixa, sendo um úmido e outro não. Comparar a forma e o tamanho das folhas
de espécies diferentes de árvores, também é uma atividade simples e
interessante, são situações que colocam o aluno em contato com a natureza e com
o ato de observar e pesquisar.
Brasil.
Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros
curriculares nacionais : ciências naturais / Secretaria de Educação
Fundamental. – Brasília : MEC/SEF, 1997. 136p.
ETAPA 4
TEXTOS INFORMATIVOS E CIENTÍFICOS
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DA PESQUISA
CIENTÍFICA
Uma das causas do índice elevado de reprovação na quinta
série é o fato de os professores terem a expectativa de que seus alunos saibam
ler e escrever textos informativos, considerando que esses procedimentos tenham
sido aprendidos nas séries anteriores. Também por isso é necessário investir no
ensino e aprendizagem da leitura e escrita de textos informativos. Além do
livro didático, outras fontes oferecem textos informativos: enciclopédias,
livros paradidáticos, artigos de jornais e revistas, folhetos de campanhas de
saúde, de museus, textos da mídia informatizada, etc.
É importante que o aluno possa ter acesso a uma diversidade
de textos informativos, pois cada um deles tem estrutura e finalidade próprias.
Trazem informações diferentes, e muitas vezes divergentes, sobre um mesmo
assunto, além de requererem domínio de diferentes habilidades e conceitos para
sua leitura. Outro aspecto a ser considerado diz respeito aos modos como a
terminologia científica e os conceitos surgem nos textos.
Há textos em que a terminologia é usada diretamente,
desacompanhada de explicação. Nesse caso o leitor deve conhecer os conceitos
relativos aos termos empregados, pré-requisito para uma boa leitura. Outros
textos explicam os termos científicos que utilizam, demandando poucos
pré-requisitos em relação ao domínio conceitual do leitor.
O professor precisa conhecer previamente os textos que
sugere aos alunos, verificando se os pré-requisitos exigidos para a leitura são
de domínio de sua classe e a qualidade das informações impressas. Artigos de
jornais e revistas, voltados para o público adulto, frequentemente demandam
alguns pré-requisitos para uma leitura integral. Para utilizá-los em sala de
aula o professor pode escolher trechos, legendas de fotos e ilustrações para
serem lidos pelos alunos, ou proceder à leitura e explicação de textos. Mas há
revistas e suplementos de jornais dirigidos ao público infantil. Sua leitura
integral pode ser realizada pela criança e deve ser incentivada pelo professor,
na busca de informações em fontes variadas. Incentivar a leitura de livros
infanto-juvenis sobre assuntos relacionados às Ciências Naturais, mesmo que não
sejam sobre os temas tratados diretamente em sala de aula, é uma prática que
amplia os repertórios de conhecimento da criança, tendo reflexos em sua
aprendizagem.
A prática de
colecionar artigos de jornais e revistas é útil para o professor, que terá
acesso a variedades de textos e ilustrações quando forem necessárias.
Brasil. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais :
ciências naturais / Secretaria de Educação Fundamental. – Brasília : MEC/SEF,
1997. 136p.
SISTEMATIZAÇÃO DA PESQUISA
PUBLICAÇÃO – MURAL, MOSTRA CULTURAL,
ETC.
É necessário que o professor organize
fechamentos ou sistematizações de conhecimentos, parciais e gerais, para cada
tema estudado por sua classe. Durante a investigação de um tema uma série de
noções, procedimentos e atitudes vão se desenvolvendo; fechamentos parciais
devem ser produzidos de modo a organizar com a classe as novas aquisições. Ao
final das investigações sobre o tema, recuperam-se os aspectos fundamentais dos
fechamentos parciais, produzindo-se, então, a síntese final. As atividades de
sistematização tendem a ser mais formais no segundo ciclo do que no primeiro.
No primeiro ciclo a reunião de resultados parciais, acompanhada de uma conversa
com a classe, pode representar o fechamento dos trabalhos sobre um tema.
O professor também pode propor um registro final sobre os
conhecimentos adquiridos na forma de desenhos coletivos e individuais, pequenos
textos, dramatizações, dependendo do assunto tratado.
No segundo ciclo, os fechamentos já podem se organizar na
forma de textos-síntese, maquetes acompanhadas de textos explicativos,
relatórios que agreguem uma quantidade expressiva de dados e informações.
Brasil. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais :
ciências naturais / Secretaria de Educação Fundamental. – Brasília : MEC/SEF,
1997. 136p.
Preparar a turma para a exposição do trabalho
Nos dias da mostra, o conhecimento sistematizado durante a pesquisa deve ser apresentado aos visitantes por meio da fala e de cartazes, folhetos, maquetes e engenhocas. É importante não repetir oralmente informações escritas e procurar sempre interagir com as pessoas. "Principalmente os mais tímidos devem ser incentivados a falar em público", aconselha Elenice Lobo, coordenadora pedagógica do Santo Américo.
Organizar a infra-estrutura
São necessários pelos menos quatro meses para organizar uma boa feira. "Esse período é suficiente para analisar as sugestões de temas apresentadas pela garotada, realizar pesquisas, visitar museus e universidades e montar o evento", afirma Maria Edite Costa Leite, coordenadora do Setor Educativo do Espaço Ciência, em Olinda.
O sucesso não depende de estrutura luxuosa. "Se a escola não tem dinheiro para alugar estandes, expõe os trabalhos nas carteiras", sugere. Há várias formas de planejar o espaço, sempre de acordo com a arquitetura do local. Uma opção é exibir tudo no pátio ou dividir as experiências nas salas e nos laboratórios. O tempo ideal é de dois a três dias. No final, todos podem votar nos melhores projetos e inscrevê-los nas feiras regionais e nacionais espalhadas pelo Brasil. O sucesso das invenções verde-amarelas tem sido uma constante lá fora nos últimos anos.
Nos dias da mostra, o conhecimento sistematizado durante a pesquisa deve ser apresentado aos visitantes por meio da fala e de cartazes, folhetos, maquetes e engenhocas. É importante não repetir oralmente informações escritas e procurar sempre interagir com as pessoas. "Principalmente os mais tímidos devem ser incentivados a falar em público", aconselha Elenice Lobo, coordenadora pedagógica do Santo Américo.
Organizar a infra-estrutura
São necessários pelos menos quatro meses para organizar uma boa feira. "Esse período é suficiente para analisar as sugestões de temas apresentadas pela garotada, realizar pesquisas, visitar museus e universidades e montar o evento", afirma Maria Edite Costa Leite, coordenadora do Setor Educativo do Espaço Ciência, em Olinda.
O sucesso não depende de estrutura luxuosa. "Se a escola não tem dinheiro para alugar estandes, expõe os trabalhos nas carteiras", sugere. Há várias formas de planejar o espaço, sempre de acordo com a arquitetura do local. Uma opção é exibir tudo no pátio ou dividir as experiências nas salas e nos laboratórios. O tempo ideal é de dois a três dias. No final, todos podem votar nos melhores projetos e inscrevê-los nas feiras regionais e nacionais espalhadas pelo Brasil. O sucesso das invenções verde-amarelas tem sido uma constante lá fora nos últimos anos.