a (re)pensar acerca das ideias e dos processos (Almeida, 1998).
Cabe assim à escola se desenvolver estratégias ou habilidades para resolver problemas (Silva, 2009). O problema é a mola propulsora das variadas ações dos alunos: ele motiva, desafia, desperta interesse e gera discussão. Neste sentido a atividade experimental deverá ter a função de gerar uma situação problemática, ultrapassando a simples manipulação de materiais. Por isso, é fundamental que se dedique um tempo especial para que o aluno possa refletir e contar o que fez, tomando consciência das suas ações e propondo explicações causais.
Importa ainda salientar que os alunos devem resolver problemas – de níveis adequados à sua maturidade – que os levem a decidir quais os aspetos mais relevantes e a dar as próprias interpretações do significado desses aspetos. Os alunos necessitam de orientação, de encorajamento e de prática na recolha, seleção e análise de dados e na construção de argumentos com base neles (Baroody, 1993; Bentley, 1995; Rutherford & Ahlgren, 1995; Shoring, 1995).
Quando os alunos resolvem ou tentam resolver problemas de ambiente, saúde, energia e robótica estão a explorar as suas próprias vidas, o seu próprio futuro, porque são parte do problema, assim como são parte da solução. O futuro é um produto das decisões que tomamos hoje, tal como o é a capacidade adaptativa do individuo à aquisição de nova informação. No processo de aprender a usar a nova informação na resolução do problema, o aluno tem oportunidade de desenvolver uma nova gama de conceitos inteletuais que permeiam diversas atividades humanas, nomeadamente, o risco, optimização, probabilidade, síntese e conclusão (Miguéns, 1991).
Realização de atividades práticas/experimentais
Alguns autores, entre eles Hodson (1994), atribuem ao Trabalho Prático uma dimensão mais ampla do que a do Trabalho Experimental. O Trabalho Prático, enquanto recurso didático à disposição do professor, inclui todas as atividades em que o aluno esteja ativamente envolvido (Hodson, 1994). De acordo com esta definição o âmbito do Trabalho Prático é mais alargado e inclui, entre outros o Trabalho
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Laboratorial/Experimental. O Trabalho Laboratorial inclui atividades que requerem a utilização de materiais de laboratório, mais ou menos convencionais, e que podem ser realizadas num laboratório ou mesmo numa sala de aula normal, desde que não sejam necessárias condições especiais, nomeadamente de segurança para a realização das atividades.
O Trabalho Experimental constitui um termo que é usado de uma forma indiscriminada e que suscita interpretações diferenciadas. Na opinião de Leite (2011), o Trabalho Experimental inclui atividades que envolvem controlo e manipulação de variáveis. As atividades realizadas devem estar centradas em problemas individuais ou sociais da ciência-tecnologia, para os quais o aluno necessita de localizar, reunir e organizar informação, desenvolver o pensamento crítico e formar uma interpretação lógica do seu significado.
Alguns autores, Beaufils & Larcher (1999), citado por Dourado (2001), consideram que o conceito de Trabalho Experimental assume caraterísticas e complexidades diferentes para as diferentes disciplinas científicas. Assim, para a Física e Química, o domínio experimental está praticamente sempre presente e corresponde a uma realidade que permitiu o seu desenvolvimento como Ciência. A Física e Química procura isolar os fenómenos elementares e realizar experiências laboratoriais onde certos parâmetros são fixados de modo a reduzir a fenomonologia àquela que se quer estudar.
A importância do trabalho experimental é inquestionável na Ciência e deveria ocupar lugar central no ensino. De uma perspetiva construtivista, não se espera que, por meio de atividades práticas, 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 os fenómenos naturais e fazer com que ele o relacione com a sua maneira de ver as coisas (Leite, 2011). A necessidade de ocorrer um envolvimento efetivo dos alunos em todas as fases de desenvolvimento da atividade e, portanto, de não restringir a sua ação a uma mera execução de instruções fornecidas pelo professor, pressupõe, nomeadamente, que se criem oportunidades para que os alunos possam mobilizar os seus interesses, saberes e experiências anteriores.
Contudo, os professores usam frequentemente o trabalho experimental de forma irrefletida, dado que grande parte das atividades são mal concebidas e carecem de valor educativo real; as práticas laboratoriais são usadas como meio de se obterem dados a
partir dos quais mais tarde se irão estabelecer conclusões, e geralmente os professores assumem que os dados não são afetados pelas ideias dos alunos; ora se um aluno não possui compreensão teórica adequada não saberá o que observar, como observar e como interpretar o que vê (Hodson, 1994).
Neste contexto, pode acontecer que os alunos “vejam” e interpretem inadequadamente, inclusivamente negando com veemência as evidências que entrem em conflito com as suas ideias. Assim, Hodson (1994) considera que a atividade praticada deste modo resultará improdutiva e o Trabalho Experimental inútil, do ponto de vista pedagógico e didático. Daí a necessidade de reconcetualizar o Trabalho Experimental.
Miguéns (1991), considera a aprendizagem só é significativa, no caso em que se utilizam as atividades de laboratório, se todos os estudantes tiverem oportunidade para manipular equipamento e materiais e coopeerar com os seus pares na procura de soluções para os problemas que os interessem. A componente social do trabalho experimental envolve o reconhecimento de que a razão humana se desenvolve através de uma ação interativa e reflexiva, onde a relação com os outros assume particular importância.
É de fazer notar que a riqueza educativa do ensino experimental das Ciências não é compatível com os protocolos estereotipados pelo que sugerem algumas “pistas” para a implementação do trabalho experimental coerente com a perspetiva de trabalho científico nomeadamente o uso de situações problemáticas com diferentes graus de abertura, integrando percursos de pesquisa compatíveis com um modelo eficaz de formação (Cachapuz, 2007; Leite, 2011; Miguéns, 1991; Silva, 2009). Este tipo de atividades deverá concluir com uma proposta de ação sobre o problema apresentado e tem como objetivo mudar, melhorar, corrigir, evitar ou planear o problema apresentado.
Cachapuz (1995), refere-se à importância do Trabalho Experimental considerando-o como uma das valências do ensino que mais facilmente se presta à exploração de interações entre as diferentes dimensões do trabalho científico e defende uma abordagem do ensino das Ciências que harmonize a aprendizagem dos conceitos, o desenvolvimento de competências dos alunos e a construção de imagens pós-positivas no que respeita à natureza do projeto científico.
As referências ao Trabalho Experimental surgem muitas vezes no âmbito do trabalho científico/investigativo. Assim, evidencia-se que o trabalho experimental não se deve restringir à experimentação e observação, mas envolve a especulação teórica, o debate e confrontação de ideias na construção de um quadro teórico de referência que
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informará e determinará o desenho e realização do plano experimental. Sugere-se uma multiplicidade de métodos e processos a selecionar atendendo aos objetivos a atingir, ao conteúdo científico em jogo, e ao contexto de aprendizagem.
Atualmente a investigação especializada propõe uma alteração ao tratamento do trabalho prático que o torne mais coerente com a própria epistemologia da ciência e com uma visão construtivista da aprendizagem (Driver, 1989; Garcia, 1995; Hodson, 1992, Tobin, 1990; Woolnough, 1991; Valente, 1989). Também Leite (2011) e Reis (2011), consideram que a educação científica deve aproximar os alunos do trabalho científico, entendendo-o não apenas como atividades práticas tradicionais, assimiladas geralmente ao trabalho de laboratório.
O trabalho experimental concebido como uma atividade de natureza investigativa com graus de abertura adequados aos diversos contextos de ensino- aprendizagem, poderá desempenhar um papel fundamental em Física e Química, quer como um fim em si mesmo, ao desenvolver capacidades de resolução de problemas e de investigação, quer como uma estratégia de ensino e de aprendizagem favorecendo a construção do significado de conceitos e a compreensão da natureza do trabalho científico (Almeida, 2006). Neste sentido, considera-se que a ciência, tal como o ensino das ciências, deve ser vista como uma atividade holística de resolução de problemas onde ocorre uma interação contínua entre o conhecer e o fazer.
Os educadores reconhecem que o ensino das Ciências deverá refletir a prática científica. George Charpak (1998), apoiado no projeto de ensino científico para as escolas, liderado por Leon Lederman, afirma que, “a melhor prática” pedagógica consiste, no essencial, em dar realmente a descobrir aos alunos o que é a Ciência, incitando-os a empreender estudos sobre o que é já conhecido, a recolher e analisar dados, a propor respostas, a apoiar as suas explicações com provas experimentais e a expor os resultados obtidos, como solução de um problema.