DESENVOLVIMENTO DE HABILIDADES TÉCNICAS EM UM LABORATÓRIO ESCOLAR DE QUÍMICA
Terezinha Ribeiro Alvima,b Oto Borges1,a
(a) Universidade Federal de Minas Gerais (b) Centro Federal de educação tecnológica de Minas Gerais
INTRODUÇÃO
Esse trabalho pretende apresentar a estrutura e as bases teóricas de um projeto de pesquisa visando investigar a aprendizagem de habilidades práticas (BORGES, 2004; MILLAR, 1991) no laboratório escolar de uma escola de educação tecnológica de nível Médio. O estudo destas aprendizagens tem sido negligenciado pelas pesquisas sobre o laboratório escolar (NAKHLEH, POLLES e MALINA 2002; HOFSTEIN e LUNETTA, 1980).
O tema deste projeto se insere no esforço de pesquisa sobre o laboratório escolar no ensino e aprendizagem de ciências, que tem sido investigado e discutido em diversos países como mostrado em várias revisões mais recentes sobre o assunto (LUNETTA, HOFSTEIN e CLOUGH, 2007; HOFSTEIN e MAMLOK-NAAMAN, 2007; REID e SHAH, 2007; HOFSTEIN e LUNETTA, 2004; HOFSTEIN, 2004; NAKHLEH, POLLES e MALINA, 2002). Muitos dos estudos apresentados nas revisões mencionadas têm consistentemente registrado que o laboratório de ensino tem pouco ou nenhum efeito sobre o desenvolvimento do pensamento científico, da compreensão da natureza da ciência e de habilidades científicas. Mesmo apresentando problemas, o laboratório escolar, pelo seu potencial, tem sido considerado um ambiente de aprendizagem de importância significativa por pesquisadores em Educação em Ciências. Argumenta-se que o trabalho prático de laboratório quando bem planejado e conduzido, pode favorecer a apropriação de conceitos e habilidades científicas pelos estudantes (BORGES, 2004; HOFSTEIN e LUNETTA, 2004). Nakhleh, Polles e Malina (2002) afirmam que a pesquisa sobre o papel dos laboratórios de ensino de ciências tem sido complicada pela complexidade do ambiente, onde diversas variáveis afetam tanto o ensino como a aprendizagem resultando em dados insuficientes sobre os reais efeitos do laboratório escolar sobre a aprendizagem nos domínios cognitivo, afetivo e psicomotor.
DEFINIÇÃO DO FOCO DA PESQUISA
No Brasil, aulas práticas de ciências conduzidas em laboratórios nas escolas de nível médio, principalmente as públicas, são praticamente inexistentes (GIMENEZ et al, 2006; SILVA e PEIXOTO, 2003). Mas a realidade é outra nas escolas técnicas de nível médio, onde aulas práticas em laboratórios são usuais, dando a esse ambiente papel relevante no currículo dos cursos. O projeto aqui apresentado investigará o desenvolvimento e o domínio da habilidade técnica de preparo de soluções pelos estudantes de um curso técnico em Química integrado ao ensino médio.
A técnica de preparo de soluções foi escolhida por dois motivos de mesma importância: (i) professores de um curso técnico em Química, incluindo a pesquisadora deste projeto, têm observado que, mesmo após passarem pelo processo instrucional sobre preparo de soluções, os estudantes ainda erram no procedimento ao preparar soluções, quando isto é requisitado em outros momentos do curso; (ii) o domínio desta técnica pelo profissional Técnico em Química é fundamental, pois é uma tarefa de rotina em laboratórios químicos industriais, comerciais e de pesquisa. O desenvolvimento e o domínio da técnica pelos estudantes podem ser afetados por diversos fatores, e neste projeto investigaremos alguns deles: conhecimento prévio, gênero, idade, nível sócio-econômico, interesse e motivação para fazer o curso, e o horário da aula, já que este não é o mesmo para os estudantes participantes dessa pesquisa.
O “saber como fazer” atribuído à tecnologia é o que os psicólogos cognitivos chamam de conhecimento procedimental distinguindo-o do conhecimento conceitual que corresponde ao “saber o que”, o conhecimento dos fatos. McCormick (1997) chama a atenção para a importância do entendimento da relação entre estes dois tipos de conhecimento para a educação tecnológica. Na educação técnica em Química a aprendizagem de uma técnica envolve mais do que adquirir destreza na manipulação de instrumentos, equipamentos e outros materiais próprios de um laboratório. Envolve conhecer, entender e executar com segurança e de forma confiável o conjunto de procedimentos que, coordenados, constitui a técnica especifica. Para adquirir o domínio da técnica o estudante deverá estudar seus fundamentos teóricos e executar a técnica repetidas vezes até que o procedimento e operação dos instrumentos e equipamentos envolvidos lhes sejam totalmente familiares.
Acompanhar o desenvolvimento da habilidade técnica do estudante durante a instrução pode proporcionar uma melhor compreensão da relação entre os conhecimentos procedimental e conceitual envolvidos. O projeto quer seguir o processo de construção da habilidade de preparar uma solução ao longo de 1(um) ano letivo. Para isto, pretende-se fazer um estudo longitudinal com o intuito de construir as trajetórias de desempenho e de confiança na execução da técnica de preparo de soluções para cada estudante e verificar que fatores contribuem para as trajetórias obtidas.
Estudos longitudinais são os mais apropriados para investigar mudanças com o tempo. A aprendizagem, concebida como um processo de desenvolvimento conceitual e de habilidades, é um processo de mudança educacional e pode ser estudada em estudos longitudinais de curta ou longa duração, segundo o foco da pesquisa. Nesta perspectiva foi estudado o desenvolvimento do entendimento sobre a física e tecnologia de televisores entre estudantes de ensino médio (AMANTES, 2009), e estão sendo investigados o desenvolvimento da competência em cálculo estrutural entre estudantes de engenharia civil (MAIA e BORGES, 2009), o entendimento sobre circuitos elétricos (COELHO e BORGES, 2009), sobre energia e sua conservação (MONTEIRO e BORGES, 2009), sobre termodinâmica (MARINHO e BORGES, 2009) e sobre mecânica newtoniana (FIORINI e BORGES, 2009).
Singer e Willett (2003) apontam duas questões centrais que são respondidas por estudos longitudinais: (i) Como o domínio da técnica muda com o tempo considerando cada um dos estudantes? (ii) Que fatores provocam as variações entre os padrões de desenvolvimento observados em cada estudante? A resposta à primeira compreende a caracterização do padrão de mudança pessoal, descrevendo o formato da trajetória de desenvolvimento de cada pessoa. A resposta à segunda pretende examinar a associação entre alguns fatores e os padrões de mudança.
A construção de trajetórias de mudanças temporais é feita com medidas das variáveis como, no caso desse projeto, o desempenho e a confiança dos estudantes ao executar a técnica. É importante salientar que a interpretação dos resultados é um processo distinto e separado do processo de medida.
DESENHO DO PROJETO DE PESQUISA
Participarão desse estudo cerca de 40 estudantes do sexo masculino e feminino das diversas classes sociais e culturais, na faixa etária de 15 a 18 anos de idade. A pesquisa deverá ser desenvolvida em uma instituição de educação tecnológica e envolverá toda a turma da segunda série do curso técnico em Química integrado ao ensino médio.
Serão observadas as aulas de laboratório da disciplina Físico-química da parte específica do currículo ao longo do ensino da técnica de preparo de soluções (início do ano letivo), e, posteriormente, no período intermediário e final do ano letivo. Na investigação proposta será acompanhado o ensino e a aprendizagem do preparo de soluções aquosas a partir de solutos sólidos de concentrações expressas em g∙L−1, % m/V, mol∙L−1 e eq-g∙L−1. O preparo desse tipo de solução é feito seguindo um procedimento operacional padrão constituído de sete etapas ordenadas. A execução de cada etapa compreende um conjunto de ações específicas que podem
ser observadas o que permitirá a categorização da execução da etapa do procedimento de acordo com o nível de desempenho e de confiança do estudante. As ações realizadas serão registradas por meio de equipamentos de áudio e vídeo.
A opção pela gravação em áudio e vídeo das atividades realizadas no laboratório deve-se a: 1º - a pesquisadora no momento da aula atuará principalmente como professora, buscando evitar o olhar e agir como pesquisadora.
2º - O vídeo permitirá captar todas as ações dos estudantes durante a execução da técnica. 3º - A gravação em áudio permitirá analisar as conversas entre os estudantes ou entre os estudantes e a professora para identificar os momentos em que a execução de uma etapa do procedimento demandou a orientação direta do professor ou a ajuda de um colega.
As gravações serão examinadas e as performances de cada estudante serão categorizadas, de duas formas distintas. Inicialmente observar-se-á as performances segundo os desempenhos dos estudantes na execução das diversas etapas de preparo da solução solicitada no dia. Em seguida as mesmas performances serão categorizadas segundo a confiança demonstrada pelos estudantes durante a execução das tarefas. As Tabelas 1 e 2 a seguir trazem as escalas de categorias que se pretende usar para avaliar o desempenho e a confiança dos estudantes na execução de cada etapa do procedimento.
Tabela 1 - Escala para avaliar o desempenho durante a preparação de uma solução
Pontuação Descrição do desempenho
3 Executa a etapa de modo totalmente correto 2 Executa a etapa de modo parcialmente correto 1 Executa a etapa de modo totalmente incorreto
0 O estudante não teve oportunidade para executar o procedimento
Tabela 2 - Escala para avaliar a confiança durante a preparação de uma solução
Pontuação Descrição do comportamento
3 Executa a etapa de modo totalmente seguro 2 Executa a etapa de modo parcialmente seguro 1 Executa a etapa de modo totalmente inseguro
As categorizações feitas neste processo, que é essencialmente qualitativo, são medidas no nível ordinal dos desempenhos e do grau de confiança demonstrado pelo estudante. O Modelo de Rasch permite construir uma escala intervalar a partir de uma ordinal, ou seja, construir medidas a partir de classificações qualitativas (MEAD, 2008). Ajustando o modelo aos dados categorizados podemos obter valores de medidas intervalares que serão usadas para a construção de trajetórias de desempenho e de confiança na execução da técnica de preparo de soluções.
No estudo pretende-se obter medidas em quatro ocasiões distintas (quatro ondas de dados), durante a instrução correspondentes a quatro semanas (uma aula por semana). Duas ondas adicionais de dados serão coletadas, sendo uma no início do segundo semestre letivo (uma aula) e outra no fim do ano letivo (uma aula). Desta forma, o estudo compreenderá seis ondas de dados.
A análise destes será feita usando modelos estatísticos apropriados a estudos longitudinais (SINGER e WILLETT, 2003), primeiro para descrever as mudanças na execução da técnica em função do tempo para cada estudante e examinar as similaridades e diferenças na mudança entre os estudantes. Depois serão analisadas as relações entre conhecimento prévio, gênero, motivação para o curso, horário da aula e nível socioeconômico e as mudanças observadas. O conhecimento prévio será medido pelas notas obtidas nas disciplinas consideradas pré-requisitos para Físico-química, especificamente para a unidade de ensino Soluções, cursados na primeira série. A motivação será avaliada por meio de entrevista semi-estruturada com cada estudante e o nível socioeconômico será medido por meio de um questionário respondido pelos estudantes.
CONCLUSÃO
Analisar o desenvolvimento da habilidade técnica de preparo de soluções em um curso de educação profissional pode propiciar a identificação dos obstáculos e facilidades à aprendizagem da técnica pelos estudantes. Lunetta, Hofstein e Clough (2007), colocam a necessidade de se criarem medidas mais válidas e úteis do conhecimento procedimental adquirido pelos estudantes no laboratório escolar e suas intersecções com a aquisição do conhecimento conceitual. Os resultados poderiam ser aplicados nas práticas de ensino como o planejamento e desenvolvimento das aulas sobre o assunto. Adicionado a isto pesquisas que abordem o tema laboratório escolar de ciências podem contribuir para o melhor entendimento do papel que este ambiente pode, realmente, representar no ensino e aprendizagem de ciências. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
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