Aprendizagem da Química baseada em contextos

Embora a Química seja uma ciência de especial importância no desenvolvimento do mundo moderno, fornecendo uma explicação razoável para os eventos naturais, e estando presente em muitos acontecimentos, problemas ou equipamentos que encontramos no dia a dia (Önen & Ulusoy-Mustafaoğlu, 2014), os alunos consideram, frequentemente, os conceitos de Química muito abstratos, uma vez que não conseguem estabelecer pontes entre esta ciência e fenómenos e situações do seu quotidiano. Como referem Önen e Ulusoy-Mustafaoğlu (2014), “this leads students to try to learn chemistry through memorization and fails to prevent them from perceiving chemistry as a difficult lesson no matter how hard they try” (p. 809).

Para potenciar a aprendizagem significativa da Química, é importante que os alunos associem os conteúdos químicos com contextos que lhes sejam familiares. É, portanto, de grande relevo relacionar a aprendizagem com momentos encontrados no quotidiano dos alunos (Palmer, 1997; Bulte et al., 2006; Bellocchi et al., 2016; Dawson & Carson, 2017).

Assim, e citando Önen e Ulusoy-Mustafaoğlu (2014):

In order to make learning of chemistry more permanent and fun, students need to associate subjects related to chemistry with daily life events and they should be able to use them in everyday life. Therefore, it is of great importance to relate the information learned to the incidents that are encountered in daily life. In order to explain chemistry subjects by linking them to everyday life and accordingly, to improve the quality of education, context-based learning has come into use widely in chemistry teaching recently (p. 809).

Como referem Broman e Parchmann (2014), “context-based learning approaches have been implemented in school science over the last 40 years as a way to enhance students’ interest in, as well as learning outcomes from, science” (p. 516). Recentemente, e, em particular na educação da Química, esta abordagem tem sido amplamente utilizada para melhorar a qualidade do ensino dos conteúdos (Bennett & Lubben, 2006; Schwartz, 2006; Demircioglu et a., 2009; Swirski et al., 2018; Sevian et

Como tal, e antes de nos debruçarmos mais sobre este assunto é importante definir o termo contexto. Como refere Gilbert (2006), no dia a dia, contexto significa “the circumstances that form the setting for an event, statement, or idea, and the terms in which it can be fully understood” ou “the parts that immediately precede or follow a word or passage and clarify its meaning” (p. 960). Ou seja, o termo contexto é utilizado no dia a dia para descrever determinadas circunstâncias que dão significado às palavras, expressões ou frases (Gilbert, 2006).

Já no âmbito da educação em ciências, em geral, e da educação em Química, em particular, apesar de não ser possível estabelecer uma definição única e clara para

contexto (Duranti & Goodwin, 1992), este termo relaciona-se com a capacidade dos

alunos “to provide meaning to the learning of chemistry, they should experience their learning as relevant to some aspect of their lives and be able to construct coherent “mental maps” of the subject” (Gilbert, 2006, p. 960).

Neste sentido, um contexto é um evento de interesse no seu próprio background cultural a que, segundo Gilbert (2006), do ponto de vista da educação em Química, se podem atribuir quatro atributos:

• “Students must recognize and value the setting as a social, spatial, and temporal framework within which they encounter focal events of the domain of chemistry” (p. 961)

• “The behavioural environment determines the typical tasks in the domain of chemistry that are to be engaged in: developing and executing research plans, chemical analysis, and experimental laboratory skills, which include chemical concepts, and principles” (p. 961)

• “The nature of the behavioural environment frames the chemical talk that students should learn to use” (p. 962)

• “The chemical behavioural environment and the specific chemical language are related to chemical knowledge that is relevant and used in other focal events in the chemistry domain” (p. 962)

Na prática, “context-based chemistry education aims at making connections between real life and the scientific content of chemistry courses” (Ültay & Çalik, 2012, p. 686) e esta abordagem trouxe outros desafios para a sala de aula (Önen & Ulusoy- Mustafaoğlu, 2014). Os cursos baseados em contextos melhoram o envolvimento dos alunos na aprendizagem da Química, e permitem-lhes compreender melhor o seu meio envolvente (Bennett & Lubben 2006), despertando, por isso, o seu interesse e a sua

motivação face à Química e às aulas de Química (Barker & Millar, 1999). Assim, um dos propósitos do ensino e da aprendizagem da Química baseada em contextos passa por promover a afetividade dos alunos perante a aula e, consequentemente, o seu sucesso (Önen & Ulusoy-Mustafaoğlu, 2014) pois, como referem estes autores:

Motivation is a psychological process, which enables a goal-oriented behaviour to commence and be maintained (…) Motivation is a general and comprehensive process, which is effective in developing a behaviour in a positive way. In other words, motivation is a driving force that introduces the behaviour. In development of behaviours, the factors such as motive, need, pressure, interest, drive, instinct are effective (p. 810)

A aprendizagem baseada em contextos pode, portanto, dar um grande contributo neste sentido e a investigação em educação deposita grandes expectativas nesta abordagem (Bennett, et al., 2007; Fensham, 2009; Swirski et al., 2018; Sevian et al., 2018; Toledo et al., 2019; Wiyarsi et al., 2020). Neste sentido, apresentam-se de seguida alguns exemplos de investigações desenvolvidas nesta área bem como algumas das suas mais relevantes conclusões.

Por exemplo, Swirski e colaboradores (2018) desenvolveram um estudo no sentido de compreenderem “the relevance of specific contexts to different groups of learners, and its stability over time” (p. 1136) entre várias áreas científicas, incluindo a Química. Esta investigação, realizada em Israel, envolveu cerca de 2350 alunos do 4.º ao 12.º ano de escolaridade – aproximadamente 750 numa primeira fase, em 2007, e 1600 numa segunda fase, em 2016. Este foi, portanto, um estudo longitudinal, implementado ao longo de praticamente uma década e que permitiu compreender, através da aplicação de questionários, até que ponto os interesses dos alunos em diferentes contextos são estáveis e quais são os contextos que geralmente captam mais os interesses dos alunos nas diferentes faixas etárias e por sexo. Desta investigação, Swirski e colaboradores (2018) concluem que, ao longo do período em que decorreu o estudo, os contextos de interesse dos alunos se mantiveram praticamente os mesmos e não encontraram diferenças significativas entre sexo. No entanto, relativamente à faixa etária, os autores concluem que os alunos do 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico são aqueles que apresentam um maior interesse pelos contextos explorados neste estudo, seguindo-se os alunos do ensino secundário e, por fim, tal como referem os autores, alunos do 3.º Ciclo do Ensino Básico “had the lowest average interest level” (p. 1149). Swirski e colaboradores (2018) referem que os contextos relacionados com a Biologia

e a Astrofísica são aqueles que os alunos consideram mais interessantes e destacam que os contextos relacionados com a Química não são tão apelativos para os alunos. No entanto, estes autores afirmam que “a real-life context is particularly important in domains such as chemistry and NOS [Nature of Science], which face the problem of perceived lack of relevance and interest [by students]” (p. 1149).

Markic e Eilks (2006), dinamizaram um projeto com o objetivo de desenvolver e avaliar a implementação de novos planos de aula focados em dinâmicas de aprendizagem baseada em contextos para a abordagem a conteúdos de eletroquímica. Estas dinâmicas pedagógicas foram implementadas junto de 232 alunos do 10.º ano de escolaridade na Alemanha. Os autores referem que, na maioria dos casos, os conteúdos relacionados com a eletroquímica são introduzidos, quase exclusivamente “by discussing historically-important cells, like the Daniell voltaic cell while context-based approaches are rarely applied” (p. 256). Por exemplo, a exploração de contextos como “the alkali manganese battery, zinc air battery or the lead acid accumulator is considered by most teachers to be rather difficult for lower secondary chemistry students” (p. 256). Assim, através do desenvolvimento de dinâmicas de aprendizagem baseada em contextos para a exploração de conteúdos de eletroquímica, os autores concluem que vários alunos referiram “the shift towards more contextualized approach as the main positive aspect in comparison with conventional lesson plans” (p. 269). Os autores concluem ainda que “science teaching should be rather contextualized towards everyday life, especially in lower secondary science teaching. The study also yielded evidence indicating that similar methods can make science teaching more attractive, and science learning more effective and sustainable” (p. 271).

Também Sevian e colaboradores (2018) desenvolveram um estudo com o objetivo de perceber diferenças na aprendizagem dos alunos do ensino superior, nos Estados Unidos da América, relativa à Teoria Cinética dos Gases promovida pela utilização de dinâmicas de ensino baseadas em contextos distintos. A cada um dos grupos experimentais (com cerca de 100 alunos cada) a Teoria Cinética dos Gases foi explorada recorrendo a um contexto diferente. Num dos grupos, estes conteúdos foram explorados “through whole-class kinaesthetic activity as a human model of a gas while focusing on a problem identifying substances in balloons filled with different gases” (p. 1239) enquanto no outro, os alunos “manipulated molecular dynamics simulations while focusing on the problem of reducing atmospheric CO2” (p. 1239). Neste sentido, os autores concluíram que a aprendizagem dos conteúdos de Química explorados nesta

investigação foi semelhante nos dois grupos experimentais. No entanto, o contexto escolhido em cada um dos grupos teve influência no desenvolvimento de outras competências como, por exemplo, em termos da transposição da aprendizagem adquirida para novos contextos, os alunos do primeiro grupo “increased in sophistication of assumptions about particle trajectories” (p. 1257) enquanto os elementos do segundo grupo “developed more sophisticated mechanistic reasoning about why gaseous particles diffuse and also became more fluid in the use of the specialized language of chemistry” (p. 1257).

Wiyarsi e colaboradores (2020) desenvolveram um estudo para investigar o efeito na literacia química em 30 alunos do ensino secundário na Indonésia promovido pela abordagem de aprendizagem baseada em contextos relacionados com o petróleo. Os autores deste estudo desenvolveram uma dinâmica de aprendizagem a que chamaram de Vocational Context-Based Petroleum que integrava “the automotive problems into petroleum concepts (e.g., fractionation, gasoline, diesel fuel, hydrocarbon combustion, and lubricant)” (p. 150). Os resultados deste estudo quasi-experimental foram recolhidos por questionários aplicados como pré e pós-teste. Desta investigação, os autores concluíram que “the experimental group gained higher post-test scores of chemical literacy than the control group” (p. 152). Do ponto de vista afetivo, os autores referem que durante a implementação da dinâmica de aprendizagem baseada em contextos, os alunos “felt that chemistry learning was fun and important. They were also excited to engage and complete all tasks” (p. 152). Os autores referem ainda que os alunos desenvolveram atitudes positivas face à Química e consideraram que a Química era interessante. Através desta dinâmica, os alunos envolveram-se ativamente na aprendizagem da Química e conseguiram, com mais facilidade, fazer a transposição dos seus conhecimentos para novos contextos.

Na senda, tendo em conta o potencial das abordagens baseadas em contextos, tal como concluem Swirski e colaboradores (2018), Markic e Eilks (2006), Sevian e colaboradores (2018) e Wiyarsi e colaboradores (2020) nas suas investigações que aqui descrevemos, começaram também a surgir projetos que, apoiados em contextos específicos, interligam a educação formal e a educação não-formal, como é o caso dos projetos de ciência cidadã, que serão descritos com mais detalhe no capítulo III da presente tese. Estes projetos são voltados para a população, em geral, e para os alunos, em particular, onde os contextos são pontos de partida para a aprendizagem e compreensão científica com o objetivo de estimular a curiosidade perante as novas

abordagens às situações (Stolk et al., 2009). Os alunos tornam, assim, a sua aprendizagem significativa através dos contextos e justificam uma abordagem aos conteúdos como uma need-to-know (Ültay e Çalik, 2012) e, uma vez que percebem a importância e relevância das temáticas em estudo, o seu entusiasmo em relação à Química é impulsionado (Barker & Millar, 1999; Potter & Overton, 2006; Cigdemoglu & Geban, 2015; Ferreiro-González et al., 2019).