Projeto tarefa experimental e abordagem de ensino

As tarefas experimentais são caracterizadas por um desafio inicial (na forma de um problema contextualizado) seguido de perguntas feitas durante as fases intermédia e de conclusão das actividades experimentais. A abordagem geral do ensino em trabalho experimental tem quatro fases e foi sempre a mesma durante todo o estudo: (a) fase 1- apresentação de um problema com um razoável grau de desafio e abertura para que os alunos se foquem numa tentativa de resposta e que deve incluir a abordagem do uso de atividades experimentais, (b) na fase 2- os alunos recebem o equipamento e material e são convidados a planear e escrever um procedimento experimental para testar a sua tentativa de resposta ao

problema inicial; (c) fase 3- desenvolvimento de atividades experimentais, (d), fase 4- os alunos são convidados a interpretar os resultados e liga-los ao problema inicial.

A ficha experimental é um auxiliar didáctico, inspirado em Lopes, (1994, 2001), que segue um modelo geral para apoiar as quatro fases do trabalho experimental referido acima. Este modelo tem seis subtarefas fundamentais (ver figura 3). Deve-se notar que, embora o chamemos de uma folha da tarefa experimental, as subtarefas são dados aos estudantes em folhas separadas de papel, nos momentos apropriados (depois da conclusão do subtarefa anterior).

Reflecte sobre o seguinte problema:

Situação física, seguida da apresentação de um problema e/ou vários sub-problemas

Para cada actividade experimental em causa é necessário especificar a situação física, os problemas e os materiais.

1. Formula uma ou várias hipóteses de resposta a este problema.

2. Com o seguinte material, planifica uma actividade experimental para testares a tua previsão

(Material apresentado e disponibilizado ao aluno)

3. Realiza a actividade experimental e, com os valores obtidos, constrói as tabelas que achares necessárias, de modo a relacionar essas grandezas.

Identifica as grandezas a medir. As grandezas a medir devem ser objecto de reflexão por

parte do aluno.

Aquando da execução o professor deve dar indicações orais para o aluno registar na ficha experimental tudo o que vai fazendo e discutindo. Também é da responsabilidade do aluno o modo como organiza os seus resultados experimentais.

4. Questões pós experimentais:

Questões pós laboratoriais com a finalidade de o professor e o aluno verificarem se a aprendizagem com a actividade foi realmente produtiva, ou não.

5. Faz uma breve conclusão sobre a veracidade da hipótese colocada inicialmente e, caso seja necessário, reformula-a.

Figura 3. Modelo de subtarefas fundamentais da ficha experimental.

No início, quando o problema experimental é proposto o que o professor pretende é despertar a curiosidade dos alunos e mostrar a importância da atividade. Nesta fase, as estratégias de apresentação, tais como o cuidado da tarefa ou, se necessário, mais perguntas, serão sempre úteis. Durante o desenvolvimento das atividades experimentais o professor faz

perguntas para manter a atenção dos alunos nas suas metas de aprendizagem, em vez de focalizar os resultados da actividade experimental, para: (a) detectar possíveis dificuldades; (b) verificar o andamento da aprendizagem dos alunos. Finalmente, durante a última fase o professor pode pedir: (a) os resultados obtidos e sua explicação, (b) estabelecer comparações entre os resultados obtidos por cada grupo ou aluno; (c) e a eventual justificação para as semelhanças ou diferenças obtidas. Estas perguntas visam ajudar os alunos a responder à última subtarefa (T5). Os problemas utilizados nas tarefas experimentais em 2006, 2008 e 2012 são apresentados na tabela 1.

Tabela 1. Tipo de tarefa 1 apresentada em 2006, 2008 e 2012

2006: Algumas estações de radiodifusão, como a RDP ou Rádio Renascença emitem em AM e

em FM. Haverá alguma diferença no som emitido por um tipo de emissão ou pelo outro? Formular uma hipótese de resposta.

2008: Nas comunicações por telemóvel e via satélite são utilizadas, microondas de determinadas

faixas de frequências. Em grandes cidades são construídas torres altas que suportam um conjunto de antenas parabólicas de modo a permitir a propagação ponto a ponto, das microondas acima do topo dos edifícios. Como podemos modelizar esta situação física no laboratório? Por que razão existem várias antenas repetidoras? E um limite para a distância entre elas? Porque é que as antenas se situam a alturas apreciáveis do nível do solo? Formule uma hipótese de resposta para cada uma das questões anteriores.

2012:Em 1965 detectou-se a radiação de fundo, que ocorreu há 13,7 mil milhões de anos, quando

o Universo começou a expandir-se e, ao mesmo tempo, iniciou o seu consequente arrefecimento. Esta radiação foi interpretada como um resíduo do Big Bang.

O comprimento de onda da radiação de fundo a que corresponde a potência máxima irradiada pelo universo é de 0,107 cm. a)-Será possível saber a temperatura actual do Universo? Qual o seu valor?

b)-Justifique a afirmação “Devido à expansão do Universo e o seu consequente arrefecimento, a radiação electromagnética original deslocou-se para o vermelho”

A temperatura da pele de uma pessoa é cerca de 34ºC. Suponha que a pessoa é um corpo negro.

a)-Qual o comprimento de onda máximo do seu espetro de radiação térmica?

b)-Será, essa pessoa, vista por outras pessoas se estiver num compartimento escuro? Justifique. Propõe uma explicação para os problemas apresentados.

Também a tabela 2 mostra como foram apresentadas as tarefas aos alunos nos anos de intervenção incluindo as tarefas principais e os diferentes tipos de tarefas (tarefas subsidiárias) existentes nas diferentes fichas experimentais conforme o ano em causa e que encaminham o aluno para a execução de cada tarefa.

Tabela 2. Tarefas propostas aos alunos em 2006, 2008 e 2012

Tipo de tarefa 2006 2008 2012 Tarefas principais Algumas estações de radiofusão, com RDP ou a Rádio renascença emitem em AM e em FM. Haverá alguma diferença no som emitido por um tipo de emissão ou pelo outro?

Nas comunicações por telemóvel e via satélite são utilizadas micro-ondas de determinadas faixas de frequências. Em grandes cidades são construídas torres altas que suportam um conjunto de antenas parabólicas de modo a permitir a propagação, ponto a ponto, das micro- ondas acima do topo dos edifícios. Como podemos modelizar esta situação física em laboratório? Porque razão existem várias antenas

repetidoras? E um limite para a distância entre elas?

Porque é que as antenas se situam a alturas

apreciáveis do nível do solo?

1-Em 1965 detectou-se a radiação de fundo, que ocorreu há 13,7 mil milhões de anos, quando o Universo começou a expandir-se e, ao mesmo tempo, iniciou o seu consequente arrefecimento. Esta radiação foi interpretada como um resíduo do Big Bang. O comprimento de onda da radiação de fundo a que corresponde a potência máxima irradiada pelo universo é de 0,107 cm. a)-Será possível saber a temperatura actual do Universo? Qual o seu valor? b)- Justifique a afirmação “Devido à expansão do Universo e o seu consequente arrefecimento, a radiação electromagnética original deslocou-se para o vermelho”

2- A temperatura da pele de uma pessoa é cerca de 34ºC. Suponha que a pessoa é um corpo negro.

a)-Qual o comprimento de onda máximo do seu espetro de radiação térmica?

b)-Será, essa pessoa, vista por outras pessoas se estiver num compartimento escuro? Justifique. Tarefas subsidiárias encaminhavam a execução da tarefa

Tarefa tipo 1 Formule uma ou mais hipóteses para responder ao problema. T1 e T7 T1 T1 Tarefa tipo 2 Com este material planeie uma experiência para testar a sua previsão Não existe T2 T2 Tarefa tipo 3 Realize a experiência, registe os dados em tabelas e obtenha relações relevantes. T2 e T4 - realizar a atividade experimental explicitando todos os passos do procedimento T3 - o professor solicita aos alunos a realização da atividade experimental, solicitando apenas que registe os resultados, tratando-os numa tabela, caso seja necessário

T3 e T4 - realizar a atividade experimental explicitando todos os passos do procedimento. - o professor solicita aos alunos a realização da atividade experimental, solicitando que registem os resultados, tratando- os numa tabela que lhes é apresentada

Tarefa tipo 4 Questões pós experimentais para se verificar se aprenderam aspetos específicos com a atividade T3, T5, T8.1, T8.2, T8.3, T8.4 e T8.5 T4 e T5 T6 Tarefa tipo 5 Tirar conclusões, responder ao problema e discutir se a previsão inicial estava correta e/ou completa T6; fazer uma breve conclusão sobre a veracidade das hipóteses inicialmente colocada por eles.

T6 e T7 - fazer uma breve conclusão sobre a veracidade das hipóteses inicialmente colocada por

eles e explicitar em que medida os resultados experimentais respondem

à questão problema formulada inicialmente

T5- Tira conclusões e Confronta os resultados experimentais obtidos com

a tua previsão

Assim, o desenho da tarefa inicial mudou de 2006 para 2008 e para 2012, como se pode verificar na tabela 2. Às tarefas principais seguiram-se tarefas subsidiárias que foram sendo dadas aos alunos à medida que iam executando cada tarefa anterior. As tarefas eram apresentadas aos alunos através de uma ficha de trabalho. O professor distribuía folha a folha, só entregava uma nova folha da ficha quando todos os alunos já tinham completado todas as tarefas da folha anterior. Em cada ano, 2006, 2008 e 2012, a 1ª folha da ficha continha a tarefa principal e a tarefa T1 (ver tabela 2). Em 2006 a 2ª folha da ficha continha as tarefas de T2 até T4; a 3ª folha da ficha tinha a tarefa T5 e T6; a 4ª folha tinha a T7 e T8.1; e a última folha tinha as tarefas de T8.2 até T8.5. Relativamente a 2008, a 2ª folha da ficha tinha a T2 e T3; a 3ª folha continha as tarefas de T4 a T7. Em 2012 a 1ª folha continha a tarefa principal a T1 e a T2, na 2ª folha havia as tarefas T3 e T4, na 3ª folha tinha a tarefa T5 e na 4ª folha estavam as tarefas T6, T7 e T8. As tarefas completas, chamadas por fichas experimentais encontram-se no anexo A.