Contextualização da Aprendizagem Baseada em Projetos na Educação em Ciências

O século XXI coloca novos desafios aos alunos, exigindo-lhes a aprendizagem de diversas competências essenciais que os capacitem para uma efetiva ação humana. Consequentemente, os sistemas educativos têm de reajustar-se, adaptando-se às novas necessidades do público-alvo. Obrigatoriamente,

“Hoje mais do que nunca a escola deve preparar para o imprevisto, o novo, a complexidade e, sobretudo, desenvolver em cada indivíduo a vontade, a capacidade e o conhecimento que lhe permitirá aprender ao longo da vida. Aquele que reconhece o valor da educação estuda sempre e quer sempre aprender mais.” (Gomes et al., 2017, p.8)

Neste sentido, e de acordo com o trabalho de Ananiadou e Claro (2009), as aptidões e conhecimentos considerados essenciais para o século XXI nos países membros da OCDE são diversas e podem ser abrangidas em três dimensões: informação, comunicação e ética e impacto social. Seguidamente, apresenta-se uma tabela de Ananiadou e Claro (citado por Faria, Rodrigues, Perdigão & Ferreira, 2017, p.11) com exemplos de competências para o século XXI, relacionadas com cada uma dessas dimensões.

Quadro 1 - Competências para o século XXI

Dimensões Subdimensões Exemplos de competências Informação Pesquisa, seleção, avaliação e organização de

informação.

Literacia de informação Investigação

Literacia mediática Reestruturação da informação e desenvolvimento

de ideias próprias.

Criatividade e inovação Resolução de problemas Tomada de decisões Comunicação Comunicação efetiva Literacia de informação

Literacia mediática Pensamento crítico Comunicação

Colaboração e interação virtual Colaboração/Trabalho de equipa

Flexibilidade e adaptabilidade Ética e impacto

social

Responsabilidade social Pensamento crítico Responsabilidade Tomada de decisões Impacto social Cidadania digital

Impactos ambientais

Atualmente, em Portugal a escolaridade obrigatória é de doze anos. Aos alunos são disponibilizados diversos percursos educativos, atendendo ao seu contexto pessoal e social e aos respetivos objetivos formativos. Pelo facto de o aluno poder optar por diferentes percursos torna-se perentório definir um perfil de aluno à saída da escolaridade obrigatória, comum a todos, que suportará a tomada de decisões ao longo do processo educativo dos mesmos. Neste sentido, Gomes et al. (2017) elaboraram um documento que define o perfil do aluno à saída da escolaridade obrigatória. Nesse perfil referem que a escola deve dotar o estudante de competências que lhe permitam ser um cidadão:

 “dotado de literacia cultural, científica e tecnológica que lhe permita analisar e questionar criticamente a realidade, avaliar e selecionar a informação, formular hipóteses e tomar decisões fundamentadas no seu dia a dia;

 livre, autónomo, responsável e consciente de si próprio e do mundo que o rodeia;  capaz de lidar com a mudança e a incerteza num mundo em rápida transformação;

 que reconheça a importância e o desafio oferecidos conjuntamente pelas Artes, as Humanidades, a Ciência e Tecnologia para a sustentabilidade social, cultural, económica e ambiental de Portugal e do mundo;

 capaz de pensar critica e autonomamente, criativo, com competência de trabalho colaborativo e capacidade de comunicação;

 apto a continuar a sua aprendizagem ao longo da vida, como fator decisivo do seu desenvolvimento pessoal e da sua intervenção social;

 que conheça e respeite os princípios fundamentais da sociedade democrática e os direitos, garantias e liberdades em que esta assenta;

 que valorize o respeito pela dignidade humana, pelo exercício da cidadania plena, pela solidariedade para com os outros, pela diversidade cultural e pelo debate democrático;  que rejeite todas as formas de discriminação e de exclusão social.” (Gomes, et al., 2017, p.

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A Educação em Ciências pode contribuir para o desenvolvimento integral dos alunos, dotando-os das competências necessárias para viverem em plenitude na sociedade atual. Segundo Everington (2004) a Ciência pode contribuir para o desenvolvimento espiritual, moral e cultural dos alunos. O papel das descobertas científicas ajuda a mudar a forma de viver e pensar das pessoas, contribuindo para o desenvolvimento espiritual dos estudantes; o desenvolvimento moral, na medida em que contribui para o desenvolvimento sustentável; o desenvolvimento cultural pois estabelece a relação entre a cultura e a natureza da exploração científica. Wellington e

Ireson (2008) consideram que a Ciência pode contribuir para o desenvolvimento da cidadania dos alunos de uma forma única. Os autores acreditam que sem a perspetiva e valores científicos, a educação em cidadania estará incompleta.

De acordo com a Qualifications and Curriculum Authority (QCA) (1998), a “educação em cidadania deve ser a educação para a cidadania” (p.8), porque a aprendizagem de um conjunto vasto de conhecimentos, habilidades e valores não deve ser um fim em si mas deve fomentar a responsabilidade social e moral, o envolvimento da comunidade e a alfabetização política (QCA, 1998). Wellington e Ireson (2008) consideram que os professores de Ciências para promoverem uma educação para a cidadania devem assegurar que os alunos progridem em três áreas: tornarem-se cidadãos informados, desenvolverem habilidades de investigação e participação e agirem e participarem de forma responsável. Os autores acreditam que a Educação em Ciências pode e deve contribuir para o desenvolvimento de todas as áreas supracitadas, e pode ajudar a promover o crescimento de algumas das atitudes e valores que contribuem para a cidadania. No seu trabalho, os autores ainda apresentam alguns exemplos de conteúdos em que a Educação em Ciências pode contribuir para a cidadania, nomeadamente, a poluição, genética, energia, saúde e medicina, etc., e enumeram algumas competências e habilidades que podem ser desenvolvidas e/ou aprimoradas através da educação científica, designadamente, comunicação, participação em debates, julgamento pessoal informado, atuação legal, respeito pelos outros, questionar, descobrir, procurar e avaliar a origem da informação.

Wellington e Ireson (2008) consideram que, a Educação em Ciências pode desenvolver nos alunos atitudes e valores para a cidadania que incluem: o pensamento crítico; a leitura, observação e escrita crítica; o ceticismo benéfico e a avaliação cuidada e opinião devidamente fundamentada e informada. Os autores referem algumas estratégias que podem ser utilizadas pelos professores de Ciências para lidar com assuntos controversos, ética e cidadania, dentro e fora da sala de aula:

 “Usar conteúdo de jornais ou outras fontes para atividades de leitura em grupo;

 Usar de uma forma estruturada materiais de vídeo;

 Convidar palestrantes com uma variedade de pontos de vista, sobre uma variedade de tópicos;

 Simular debates de TV/rádio e conferências de imprensa na sala de aula;

 Visitas no local de trabalho e auditorias escolares, por exemplo, para verificar o consumo de energia, conservação e impacto para o ambiente;

 Projetos comunitários, por exemplo, desenvolvimento selvagem; atividades de conservação;

 Estudar a própria escola, por exemplo, aquecimento e temperatura ambiental, iluminação, transporte;

 Lidar com incidentes críticos que envolvam assuntos éticos;

 Usar projetos que relacionem a Ciência, Tecnologia e Sociedade e material produzido na aula sobre assuntos controversos.” (Wellington & Ireson, 2008, p. 342).

A adoção das estratégias mencionadas anteriormente implica que seja despendido mais tempo para o estudo dos assuntos, podendo constituir um obstáculo à sua implementação pelos professores. No entanto, Wellington e Ireson (2008) consideram que as vantagens superam as desvantagens e que o tempo pode ser recuperado recorrendo à cooperação entre professores dos diferentes departamentos pois, deste modo, os alunos atingem um conhecimento mais profundo dos assuntos debatidos e o tempo recuperado pode ser concedido às Ciências. Os autores defendem que, “se a cidadania está integrada nos assuntos então o tempo do currículo não é necessário para lições discretas” (Wellington & Ireson, 2008, p. 343).

Além destas finalidades para a Educação em Ciências existem outras que podem ser elencadas. Por exemplo, Reis (2006) justifica o alargamento da Educação em Ciências para todos os alunos com base em argumentos de natureza económica, utilitária, cultural, democrática e moral. Assim, segundo este autor, os utilizadores do argumento de natureza económica defendem que o ensino em Ciências capacita os alunos para uma carreira científica, permitindo selecionar os futuros cientistas e engenheiros. Os alunos que não seguirão uma carreira científica, atendendo ao ritmo de desenvolvimento da ciência e da tecnologia, ficarão mais aptos e preparados profissionalmente. Os usuários do argumento utilitário defendem que todo o cidadão precisa dos conhecimentos científicos para estar informado sobre o mundo em que vive e para ser capaz de prever e formular hipóteses e de analisar e interpretar dados, isto é, de assumir uma atitude analítica e racional de pensar, de curiosidade e ceticismo face às questões colocadas à sociedade. O argumento cultural defende que todos os cidadãos devem ter acesso à Educação em Ciências, porque a Ciência ocupa cada vez mais um espaço relevante na sociedade, obrigando os cidadãos a adquirir alguns conhecimentos sobre história e ética da Ciência, fundamentação em Ciência e discussão de ideias científicas. A educação científica deve enfatizar a parte humana da Ciência e não o seu corpo de conhecimentos. O argumento democrático apoia a Educação em Ciências para

todos, porque considera que para existir uma sociedade mais democrática, todos os cidadãos têm de se sentir capazes de participar em assuntos de Ciência e de Tecnologia, de forma crítica e reflexiva. Os utilizadores do argumento moral defendem que o contacto dos cidadãos com a prática científica e com as regras, obrigações morais e éticas, são úteis à sociedade.

Para que um professor de Ciências promova um Ensino das Ciências equilibrado, deve trabalhar quatro dimensões: conteúdo e conceitos; práticas e processos da Ciência; ligações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade e História e Natureza da Ciência. Portanto, uma Educação em Ciências equilibrada vai focar-se no desenvolvimento de três tipos de conhecimentos: saber que (factos, “acontecimentos”, fenómenos, experiências), saber como (destrezas, processos, habilidades) e saber porquê (explicações, modelos, analogias, teorias, redes de conceitos) (Wellington & Ireson, 2008).

Atendendo ao que foi referido anteriormente, a Educação em Ciências deve ser organizada de modo a contribuir para uma melhor qualidade de vida da população e, portanto, promover o desenvolvimento da literacia científica. É mais importante ensinar os alunos a enfrentarem a evolução do conhecimento científico e tecnológico, do que ensinar aquilo que já é conhecido. De acordo com a Organisation for Economic Co- operation and Development (OCDE) (2006), um individuo com literacia científica:

 “tem conhecimento científico e é capaz de o usar para identificar questões, adquirir novo conhecimento, explicar fenómenos científicos e é capaz de elaborar conclusões fundamentadas sobre temáticas relacionadas com Ciência;

 compreende as características particulares da Ciência, como uma forma de investigação e conhecimento humano;

 tem consciência do modo como Ciência e Tecnologia modificam os ambientes cultural, material e intelectual;

 detém o desejo de envolver-se em questões relacionadas com a Ciência e com o conhecimento científico, enquanto cidadão consciente.” ( p. 23).

Portanto, para que o aluno se torne uma pessoa com literacia científica é necessário que os professores de Ciências adotem práticas de ensino centradas no aluno, onde ele assume um papel ativo na sua aprendizagem. De acordo com Chagas (2000), para promover a literacia científica crítica, o aluno deve aprender a tomar decisões fundamentadas e a agir em conformidade; deve aprender Ciência, aprender acerca de

Ciência e fazer Ciência. O professor deve adotar uma abordagem mais personalizada e crítica da Ciência, permitindo ao aluno aprender a agir de forma responsável e fundamentada sobre assuntos sociais, económicos, ambientais, éticos e morais. O aluno deve ser envolvido em atividades de aprendizagem diversificadas, destacando-se as metodologias de ensino assentes em pesquisas e investigações (Chagas, 2000).

Em suma, num programa de literacia científica, as práticas de ensino adotadas pelos professores de Ciências devem atender aos seguintes domínios: conhecimento concetual, processual, metodológico e epistemológico; atitude; raciocínio e comunicação. A Educação em Ciências deve potenciar o desenvolvimento integral dos alunos e deve ser para todos os alunos, logo deve atender à diversidade, à cultura, à história e à equidade de género. Se não se atender a estes fatores “os alunos sentem-se alienados nas aulas de Ciências e afastam-se das aulas de Ciências logo que podem” (Reiss, 2002, p. 255). Para que todos os alunos aprendam Ciência e adquiram um conhecimento mais profundo e enriquecido em Ciência, os professores devem assumir uma abordagem multicultural nas escolas; devem promover a equidade de género e incluir nas aulas de Ciências uma perspetiva evolutiva do conhecimento/História da Ciência e do conhecimento realizado no Oriente e Ocidente (Reiss, 2002).

A Ciência deve ser ensinada juntamente com os seus métodos, as suas aplicações, o seu impacto na sociedade e com alguma consideração pela sua natureza e limites. “A abordagem tradicional do currículo de Ciências com mais ênfase na recordação factual, nas ideias inertes, nas leis e teorias irrelevantes e nas abstrações difíceis tem resistido à mudança” (Wellington & Ireson, 2008, p. 60), mas uma abordagem exclusiva no processo e habilidades também é indesejável, assim como o ensino do processo isoladamente do conteúdo (Wellington & Ireson, 2008).

Para se alcançarem as finalidades definidas para a Educação em Ciências é necessário mudar a metodologia de ensino adotada pelos professores e por todos os intervenientes neste processo. Se o objetivo principal é ensinar Ciências para a promoção da literacia científica, isto é, para que os alunos aprendam Ciência, aprendam a “fazer” Ciência e aprendam acerca da Ciência, é preciso abandonar a metodologia de transmissão-receção e adotar uma metodologia construtivista.

Nesta metodologia de ensino por transmissão-receção, o aluno é um sujeito passivo, é acrítico e mero reprodutor de informação (Jiménez, 1996; Cachapuz, Praia & Jorge, 2002). O que se passa na sua mente não é importante pois o que importa é o estímulo que lhe é dado pelo meio exterior. Jiménez (1996) ainda consigna que o

professor não se preocupa com o que o aluno já sabe, e a sua preocupação principal é conhecer bem os conteúdos a ensinar e expô-los verbalmente de modo claro e ordenado, pois há a crença de que se o professor explica bem, o aluno aprende bem. Nesta metodologia de ensino, como referem Cachapuz, Praia e Jorge (2002), o professor é visto como a fonte de autoridade científica e, habitualmente, usa como recursos didáticos o manual escolar ou recursos audiovisuais, repletos de informação e usados numa ótica demonstrativa. Neste contexto, o conhecimento concetual é valorizado em relação ao atitudinal, epistemológico ou procedimental e o conteúdo é transmitido já elaborado, logo, deve ser aprendido tal como é transmitido (Jiménez, 1996). No que refere às interações na sala de aula, a maior parte das tarefas são realizadas individualmente, fomentando a competição entre os alunos, e as interações são unidirecionais, de professor para aluno ou aluno para professor, não havendo lugar para a discussão e argumentação (Cachapuz, Praia & Jorge, 2002). Cachapuz, Praia e Jorge (2002) ainda aludem que, de acordo com esta metodologia baseada na teoria de ensino behaviorista, a avaliação das aprendizagens não é realizada em consonância com o processo de ensino e o objetivo principal do seu uso é a atribuição de uma classificação aos alunos, fundamentada essencialmente em comportamentos observáveis e nas crenças dos professores sobre o ensino que realizam e a aprendizagem que acreditam que o aluno deve adquirir. Como diz Martins (2006), neste tipo de aulas “o conteúdo da educação científica não refletia o estado atual da ciência (…) Não acompanhava a evolução do pensamento epistemológico e este desfasamento era grande em relação aos avanços da ciência e da filosofia da ciência…” (p.3).

Como já foi mencionado, aos professores de áreas científicas cabe a missão de preparar os jovens cidadãos para acompanharem as mudanças sociais, a evolução da Ciência e da Tecnologia e o seu impacto para a sociedade. Neste sentido, Martins (2006) afirma que “a educação tem de abrir-se para uma visão pluralista e mutável do mundo, uma visão que permita a cada um desenvolver a sua singularidade e integrar-se depois no conjunto social” (p.2). Para que estes objetivos sejam alcançáveis, o aluno tem de assumir um papel ativo na sua aprendizagem. Deste modo, o professor deve assumir um papel de facilitador da aprendizagem, promovendo um ensino que possibilite aos alunos aprender a planificar e a ser o mais independentes possível na sua aprendizagem e motivando-os consequentemente para a sua autonomia na aprendizagem (Bonito, 2008). Como defende Martins (2006), cabe ao professor orientar a aprendizagem dos alunos e refletir sobre o processo de ensino, procurando diversificar

as estratégias de ensino adotadas. Uma aula estruturada e desenvolvida nestes princípios é uma aula assente na perspetiva construtivista e, segundo Jiménez (1996), é uma aula em que o aluno é responsável pela sua aprendizagem porque transforma a nova informação e integra-a na sua estrutura cognitiva, construindo os seus próprios significados, que podem ou não ser os ensinados. Logo, ao usar esta metodologia de ensino assume-se que o aluno só aprende quando reconstrói o seu conhecimento, partindo do que já possui, e a construção do conhecimento está condicionada pelo seu desenvolvimento cognitivo e pelos seus conhecimentos prévios. Como refere Jiménez (1996), na implementação deste modelo deve haver uma fase de exploração das ideias, uma de reestruturação dos conhecimentos, incluindo a criação de conflitos cognitivos, a introdução das novas ideias e a sua aplicação a novos contextos. As interações na sala de aula são múltiplas, quer entre professor e estudantes, quer entre eles (Cachapuz, Praia & Jorge, 2002) e a exploração das ideias e a aprendizagem cooperativa exigem um clima de diálogo na aula, onde todos os intervenientes se sintam capazes de expor as suas ideias e de falhar (Jiménez, 1996). Os recursos e os materiais usados podem ser livros de texto, guias de trabalho, programas de trabalho e portfólio, entre outros (Jiménez, 1996).

Em suma, numa metodologia de ensino assente na transmissão-receção são enfatizados os conceitos e na construtivista são enfatizados os conceitos, os processos e as relações interpessoais, pelo que o professor deve ser detentor de conhecimentos do conteúdo da disciplina, psicopedagógicos e da didática das Ciências. Analisando alguns dos documentos reguladores do ensino e da aprendizagem das Ciências portugueses, nomeadamente, a Lei de Bases do Sistema Educativo, Lei n.º 65/2015, de 3 de julho; o Currículo Nacional do Ensino Básico (ME-DEB, 2001) e as Orientações Curriculares do 3.º Ciclo do Ensino Básico (Galvão et al., 2001) constata-se que são consistentes com a perspetiva construtivista, pois em todos eles estão presentes aspetos gerais do construtivismo, nomeadamente, o papel ativo do aluno na aprendizagem; o professor como orientador da aprendizagem, que diversifica as atividades e reflete sobre o processo de aprendizagem dos alunos; a importância dos conhecimentos prévios dos alunos na construção do conhecimento e as interações múltiplas na sala de aula.

Como é referido por Gomes et al. (2017) é necessário que se adeque a globalidade da ação educativa às finalidades do perfil de competências que os alunos devem possuir à saída da escolaridade obrigatória. Os autores referem um conjunto de

ações que os professores podem desenvolver e que são determinantes para o alcance do perfil de competências dos alunos:

 “Abordar os conteúdos de cada área do saber associando-os a situações e problemas presentes no quotidiano da vida do aluno ou presentes no meio sociocultural e geográfico em que se insere, recorrendo a materiais e recursos diversificados;

 Organizar o ensino prevendo a experimentação de técnicas, instrumentos e formas de trabalho diversificados, promovendo intencionalmente, na sala de aula ou fora dela, atividades de observação, questionamento da realidade e integração de saberes;

 Organizar e desenvolver atividades cooperativas de aprendizagem, orientadas para a integração e troca de saberes, a tomada de consciência de si, dos outros e do meio e a realização de projetos intra ou extraescolares;

 Organizar o ensino prevendo a utilização crítica de fontes de informação diversas e das tecnologias da informação e comunicação;

 Promover de modo sistemático e intencional, na sala de aula e fora dela, atividades que permitam ao aluno fazer escolhas, confrontar pontos de vista, resolver problemas e tomar decisões com base em valores;

 Criar na escola espaços e tempos para que os alunos intervenham livre e responsavelmente;

 Valorizar, na avaliação das aprendizagens do aluno, o trabalho de livre iniciativa, incentivando a intervenção positiva no meio escolar e na comunidade.” (Gomes et al, 2017, p.18)

As ações supracitadas requerem a adoção pelos professores de metodologias ativas de aprendizagem, onde os alunos são os “atores” principais na (re)construção do conhecimento. Nestas metodologias de ensino, o ensino de conceitos pelos conceitos deixa de ter sentido, pois os alunos atingem um conhecimento mais profundo e completo quando aprendem os conceitos enquanto procuram uma explicação ou procuram dar sentido a algo que foi questionado (Martins, 2002). Usando metodologias ativas de aprendizagem, os alunos desenvolvem as competências necessárias para acompanharem autonomamente a evolução do conhecimento científico e tecnológico, pois têm oportunidade de aprender a resolver problemas, analisar criticamente argumentos e discutir limites de validade de conclusões alcançadas, confrontar pontos de vista e formular novas questões (Martins, 2002; Morán, 2015).

Como é referido por Chagas (2000), as práticas de ensino frequentemente utilizadas pelos professores não estão ajustadas aos novos desafios colocados ao Ensino das Ciências: o desenvolvimento da literacia científica nos alunos. A conservação de práticas de Ensino das Ciências centrados na aquisição de terminologias, factos,