CHAVES DE RESPOSTAS
ENSINO DE CIÊNCIAS
QUESTÃO 1
O conceito de ensino investigativo recebeu influência do filósofo e pedagogo americano John Dewey, derivando do termo inquiry (BARROW, 2006).
Dewey propôs o ensino por investigação a um grupo de professores, como uma estratégia de ensino, pois o método tradicional era rígido e não permitia ao aluno um envolvimento mais ativo (ibid, p. 266). Inicialmente, a proposta era aplicada a aulas práticas, de laboratório. Atualmente, é possível verificar que ela pode ser implementada, inclusive, em cursos teóricos.
Na Literatura podemos encontrar sinônimos, tais como: ensino por descoberta, aprendizagem por projetos, questionamentos, atividade investigativa ou ainda resolução de situações-problema.
Um dos impasses na implementação do ensino investigativo é exatamente não ter o devido conhecimento a que se refere tal método. Um dos equívocos apontados por Wenning (2011a) é que os professores acreditam que, o fato de fazer perguntas aos alunos, já caracteriza um ensino investigativo. Por outro lado, ele também menciona a dificuldade em se aplicar uma metodologia, sem que o próprio professor a tenha visto durante sua formação.
A pesquisa científica, nas diferentes áreas, apresenta uma característica comum, que é a construção do conhecimento mediante um trabalho guiado por um problema. Nesse sentido, o ensino por investigação não é diferente. Os estudantes são guiados, juntamente com o docente, a resolver um problema proposto a priori.
A escolha de um problema para ser abordado é uma discussão fundamental na Epistemologia. Bachelard afirma que:
[...] espírito científico proíbe que tenhamos opinião sobre questões que não compreendemos, sobre questões que não sabemos formular com clareza. Em primeiro lugar, é preciso saber formular problemas. E, digam o que disserem, na vida científica os problemas não se formulam de modo espontâneo. É justamente esse sentido do problema que caracteriza o verdadeiro espírito científico. Para o espírito científico todo conhecimento é resposta a uma pergunta. Se não há pergunta, não pode haver conhecimento científico. Nada é evidente. Nada é gratuito. Tudo é construído. (Bachelard, 1996, p. 18).
Nesse trecho, Bachelard evidencia que o conhecimento é fruto de um processo construtivo e que tem seu início no trabalho de formulação de bons problemas. Nesse contexto, Clement (2013, p. 81) afirma que “os problemas encaminharão um processo investigativo que, por sua vez, conduzirá ao estabelecimento de respostas, ou seja, ao conhecimento a ser desenvolvido”.
Para tanto, é necessário que se indique o problema a ser tratado ou a situação-problema. Sobre isso, Clement (2013) chama atenção ao fato de que se pode afirmar que uma dada situação caracteriza-se como um problema ou situação- problema para um indivíduo quando, ao procurar solucioná-la, não se chega a uma solução de forma imediata. Neste caso, necessariamente, o
estudante envolve-se num processo de reflexão e de tomada de decisões para chegar a uma solução.
O que é corroborado por Zômpero e Laburú (2012), que defendem a ideia de que uma atividade investigativa é aquela que pressupõe a apresentação de um problema inicial, que pode ou não ser sobre um assunto estudado, no qual o aluno não sabe a resposta, e tem como característica que o aluno seja um agente ativo na construção de seu conhecimento.
Uma atividade investigativa tem como objetivo criar um ambiente investigativo nas aulas de Ciências, de maneira que o professor possa ensinar (conduzir/mediar) os alunos no processo (simplificado) do trabalho científico. A ideia é que eles possam gradativamente ampliar a linguagem e os conhecimentos científicos, o que Sasseron (2010) chama de alfabetização científica.
O que é corroborado pelo documento Inquiry and the National Science Education Standards, mencionado por Bybee (2006) e pelas autoras Munford e Lima (2007), de que uma atividade investigativa requer a presença de cinco características, para que seja considerada investigativa, independentemente do nível de Ensino em que ela seja aplicada: i) o aluno se envolve em questões científicas dirigidas; ii) ele dá preferência às evidências coletadas para responder às questões propostas pelo professor; iii) ele utiliza estas evidências para responder a tais questões; iv) ele é capaz de estabelecer uma conexão entre a explicação e o conhecimento científico; v) ele expõe e justifica sua resposta (LIMA, 2015, p. 38).
Lidar com uma prática voltada à investigação requer que o educador seja pesquisador, que seu cotidiano seja objeto de estudo. Nesse sentido, o professor, que busca atuar com uma postura de investigação de suas aulas, passa a entender o aluno não somente como objeto a ser pesquisado, mas também como seu parceiro de trabalho. (DEMO, 1998).
Visto que o ensino por investigação favorece o surgimento de discussão, reflexão, questionamentos, levantamento de hipóteses etc, é importante salientar que o espaço didático do laboratório deva propiciar esse tipo de atividade. Deve haver uma mudança na postura de estudantes e docentes, para que se possa trabalhar dessa forma investigativa (ibid.).
Galiazzi e Moraes (2002, p. 238) defendem que a pesquisa colabora com a formação inicial dos professores. Para esses autores, a essência do entendimento de pesquisa é o questionamento, a argumentação, a crítica e a validação dos argumentos assim construídos. Aspectos que se assemelham a aulas de laboratório de Física.
Partindo-se do pressuposto de que todo conhecimento e toda prática são essencialmente incompletos e passíveis de superação, a educação pela pesquisa pode ser compreendida como um ciclo dialético e recursivo que se inicia com um questionamento, seguido de tentativas de reconstruir conhecimentos e práticas pela organização e defesa de novos argumentos. Estes, comunicados e submetidos a uma comunidade crítica, serão avaliados e aperfeiçoados gradativamente (GALIAZZI e MORAES, 2002, p. 242). Dessa maneira, o professor que se propõe a desenvolver uma atividade investigativa deve ser um questionador, um argumentador, alguém que saiba conduzir perguntas, estimular e propor desafios. Deve deixar de ser um simples expositor e se tornar um orientador no processo de ensino. (CARVALHO, 1999).
Do mesmo modo, o aluno, nesse contexto, é aquele deixa de ser apenas um observador das aulas, muitas vezes expositivas, passando a exercer grande influência sobre ela: argumentando, pensando, agindo, interferindo, questionando, fazendo parte da construção do seu conhecimento. (ibid.).
Para tanto, Demo (1998) comenta que nesse processo de educar por meio da pesquisa, o estudante desenvolve autonomia, criticidade sobre seu estudo/trabalho, faz interpretações próprias, formula hipóteses, entre outros fatores. Zômpero e Laburú (2012) argumentam nesse mesmo sentido. Em sua investigação, os autores trabalharam com atividades investigativas com estudantes do Ensino Fundamental, e concluíram que esse tipo de atividade favorece que os estudantes se tornem mais autônomos, críticos e criativos.
Sob outra perspectiva, Borges (2002) argumenta que o laboratório sozinho não é capaz de sanar as dificuldades dos alunos, uma vez que mesmo em aulas de laboratório, é necessário todo um acompanhamento dos estudantes, e que o professor tenha contínua vigilância sobre sua fala, para não gerar nos educandos, sentimentos de que a Ciência se faz por meio de observações, medidas e conclusões sobre elas, que devem ser memorizadas ao longo da aula. O autor recomenda ainda, que o professor utilize atividades pré-laboratórios, como forma de organizar o pensamento dos estudantes, para que estes não sintam dificuldade em demasia ao longo das atividades de laboratório.
Com o exposto, o que poderia caracterizar um problema ou situação- problema no roteiro proposto? Uma proposta pode ser encontrada em Menegat, Clement e Terrazzan (2007). Os autores propõem uma estratégia didática, com uso de textos de divulgação científica numa perspectiva investigativa. Para eles, os textos não devem ser apenas lidos em sala de aula, mas deve acontecer uma análise textual, com questionamentos por parte do docente e dos estudantes, troca de ideias e elaboração de sínteses. Com isso, o ponto de partida da atividade se torna uma ou mais situações-problema e a solução destas requer o uso do texto.
Além disso, Sá et al. (2007) indicam outros tipos possíveis de atividades investigativas, tais como: atividades teóricas, em que os alunos se envolvem em estudos de caso e devem se posicionar frente a assuntos controversos; atividades com banco de dados, tendo como desafio a elaboração de uma argumentação baseada em evidências; atividades de simulação, explorando um fenômeno a partir de simulações em computador, entre outras. Entretanto, Clement (2013) salienta que, independente da abordagem metodológica escolhida, o que importa é a presença de uma situação-problema, em torno da qual a atividade se desenvolve e se concretiza.
Pode-se dizer que o ensino por investigação é composto por cinco momentos: uma pergunta ou a colocação de uma situação-problema; um momento de investigação, onde os alunos vão procurar a resolução ou a resposta da pergunta colocada; momento de criação ou levantamento de hipóteses, explicação do que está acontecendo; momento de discussão entre os pares, ou seja, entre os membros do grupo; e por fim, um momento de reflexão, quando são colocadas as diferentes opiniões acerca do problema inicialmente proposto. A aprendizagem baseada na investigação pode ser representada, conforme esquema abaixo:
Figura 1 – Fonte: internet1
É possível concluir que o processo não é fechado após o percurso nos diferentes momentos. A partir do momento de reflexão, outra pergunta pode ser gerada, que leva a outras investigações e assim sucessivamente, até que o grupo chegue a um consenso acerca da resolução do problema.
Clement (2013, p. 101-102) pontua cinco aspectos que considera importante na formulação de uma situação-problema: característica do problema: deve ser algo que não possa ser resolvido de maneira imediata e com processos mecânicos; elementos motivacionais: é importante que se busque manter a curiosidade, satisfação e imaginação dos estudantes.
Natureza do problema é o critério responsável por apontar o tipo de contexto problematizado, podendo ser de dois tipos: i) interno à área do conhecimento, onde o processo de solução desse tipo de situação-problema concentra-se majoritariamente na discussão, apropriação e utilização de conhecimentos pertencentes a essa estrutura conceitual (por exemplo, à Física, Química, Biologia etc); ou ii) vivência cotidiana, onde a formulação da situação-problema contextualiza aspectos voltados ao cotidiano ou à interpretação de fenômenos naturais, processos ou aparatos tecnológicos. Nesse caso, há uma extrapolação de áreas, pois os fenômenos da natureza são complexos e dificilmente se restringem a apenas uma área do conhecimento.
A diversificação das situações-problema, da mesma forma que se pode variar o contexto problematizado, é importante que as próprias situações-problema sejam variadas, possibilitando processos de resolução que envolva a utilização de diferentes estratégias e recursos didático-pedagógicos. Por fim a natureza dos conteúdos focados, situação-problema poderá abranger o trabalho de conteúdos de natureza conceitual, procedimental e atitudinal.
Para tanto, Clement (2013, p. 103) ressalta que “os cinco critérios elencados e descritos acima não podem ser contemplados na formulação de uma única situação-problema, mas em um conjunto delas isso se mostra possível”. Completa dizendo que:
Conforme já frisado, o ensino por investigação, além de se fundamentar em torno de situações-problema, prima por uma ativa
1
http://marsscott.com/teachinglearningandassessments/iste-1-teacher-standard-facilitate-and-inspire-learning-and-creativity/
participação dos estudantes na construção das resoluções, visando o desenvolvimento de aprendizagens de Ciências e sobre Ciências. Estas características requerem um trabalho de sala de aula diferenciado, em que se considere e valorize os conhecimentos dos estudantes e se permita a discussão e a troca de ideias entre eles e com o professor. (ibid).
Carvalho, 2013 aponta cinco itens que uma atividade deve conter, para que seja considerada investigativa. Para ela, uma sequencia de ensino por investigação (SEI) deve ter:
Elaboração de um problema – deve ser contextualizado, introduzindo os alunos no assunto que se quer trabalhar e ofereça condições para que eles possam pensar nas variáveis envolvidas no problema proposto. Podem ser de três tipos: i) Experimental: aparato experimental de fácil manejo, que deve permitir aos alunos resolverem o problema; ii) Não experimental: atividade complementar, cujo objetivo é introduzir novos conceitos que darão suporte ao planejamento curricular, por exemplo, figuras de jornal ou textos da internet; ou ainda iii) Demonstrações investigativas: realizadas pelo professor, onde há a manipulação de elementos perigosos.
Levantamento de hipóteses – ideias para se resolver o problema e a colocação destas ideias em prática.
Leitura de textos de sistematização do conhecimento – atividade complementar ao problema, cujo objetivo é repassar todo o processo de resolução do problema proposto, mas também os principais conceitos e ideias surgidos. Nesse caso, é possível uma sistematização do conteúdo trabalhado em uma linguagem mais formal.
Atividade de contextualização social e/ou de aprofundamento do conteúdo – guiada por questões ou textos que relacionem o problema investigado com um problema social ou tecnológico, ou ainda com o dia-a-dia do aluno.
Atividade de avaliação – avaliação dos conceitos, termos e noções científicas, avaliação das ações e processos da Ciência e avaliações das atitudes apresentadas durante as atividades de ensino. Deve proporcionar uma auto avaliação por parte dos alunos, de seus avanços e conquistas.
O que reforça o argumento de Demo (1998), de que a atitude e a postura dos docentes não podem ser as mesmas nesse tipo de perspectiva e os cincos aspectos elaborados por Clement (2013), na formulação de uma situação-problema. O autor conclui dizendo que “o professor terá papel importante na realização das atividades, procurando ajudar os alunos quando necessário, sem lhes tirar as oportunidades de novas aprendizagens e a autoria das resoluções construídas” (ibid, p. 103).
As atividades investigativas podem apresentar diferentes graus de liberdade, como mostrado no quadro 1 abaixo, reestruturado por mim. Esses graus de liberdade podem ser aplicados não somente às aulas de laboratório, como também em outros contextos. Por P estou representando o professor e A, o aluno. A ideia foi mostrar, a partir do original elaborado por Pella (1969) – fonte Carvalho, 2010 e Zômpero e Laburú, 2011, que além dos 5 graus de liberdade, podemos acrescentar o grau 0 (zero), onde praticamente não há participação do aluno, seja na elaboração do problema, seja na construção do plano de trabalho ou mesmo na obtenção dos dados. Ao contrário, fica ao seu
cargo, obter os dados “corretos”, seja de que maneira for, para verificar ou comprovar determinada teoria.
Quadro 1 – Graus de liberdade professor/alunos.
Nesse caso, o problema e as hipóteses não são apresentados. Os textos descrevem a proposta teórica do experimento e passam diretamente para o plano de trabalho, que os alunos devem executar. Eles apenas precisam provar que a teoria está certa. As conclusões já estão dadas.
No grau I, os alunos têm a liberdade intelectual de obter os dados. Caracteriza-se como a aula tipo “receita de cozinha”. O problema, as hipóteses, o plano de trabalho e as conclusões sobre os dados já estão propostos. Basta que o aluno siga o que está no roteiro e faça o experimento preenchendo os espaços reservados para a obtenção dos dados.
No grau II, os alunos têm a liberdade de tirar as suas conclusões a partir dos dados coletados. Isso exige uma mudança estrutural na colocação do problema. Devem ser problemas mais abertos. A elaboração de hipóteses e o plano de trabalho são realizados pelos alunos, com orientação do professor. As conclusões são elaboradas pelos alunos, mas apresentadas e discutidas com toda a sala.
No grau III, a partir de um problema colocado pelo professor, os alunos elaboram o plano de trabalho para resolvê-lo, discutem entre si, com a ajuda do professor, como vão obter os dados, mas possuem um grau de liberdade maior, em como realizar a experiência. As conclusões são discutidas em grupo e com a sala, sob a orientação do professor.
No grau IV, os alunos recebem o problema do professor e ficam responsáveis por todo o desenvolvimento do trabalho intelectual e operacional. E por fim, o grau V, onde os alunos são capazes de propor um problema e são capazes de resolvê-lo. Acredito que isso não seja muito comum em laboratórios de Física, mas é o que se propõe em alguns cursos de Mestrado e, principalmente de Doutorado.
Proposição de uma atividade investigativa
As atividades investigativas podem adquirir diferentes tipos de configurações. Azevedo (2012) descreve 4 tipos: i) demonstrações investigativas; ii) laboratório aberto; iii) questões abertas; iv) problemas abertos.
A seguir, descrevemos uma atividade, de caráter investigativo. Assunto: Roteiro investigativo (MECÂNICA)
Títulos: PARTE 1 - Movimento retilíneo uniformemente acelerado e queda livre PARTE 2 - Centro de massa e centro de gravidade
Objetivo: Estudar o movimento retilíneo uniformemente acelerado e o problema de queda livre.
Problematização / Atividade
PARTE 1: Movimento retilíneo uniformemente acelerado e queda livre TEXTO 1 - Austríaco supera velocidade do som com salto da estratosfera (G1, 14/10/2012)
A partir da leitura do texto 1, os alunos, em conjunto com o professor e com as considerações feitas nas aulas anteriores sobre as Leis de Newton, farão uma análise dos dados fornecidos pelo texto 1. O intuito da atividade é averiguar o quanto os alunos conseguem relacionar os conceitos aprendidos em sala de aula com fatos da realidade.
Durante a leitura do texto, os alunos irão interagir com diversos aspectos quantitativos e qualitativos acerca das aulas anteriores, tais como: velocidade do som, velocidade máxima do saltador, altura e tempo de queda. O texto deve dar suporte, para que os alunos possam responder às perguntas, que deverão ser feitas pelo professor em um pequeno debate. São elas:
O que influenciou a quebra de recorde de velocidade em saltos de paraquedas?
Quanto tempo ele demorou em abrir o paraquedas? Por que ele caiu?
Após dado tempo para o debate, os alunos irão assistir a um vídeo sobre a mesma reportagem (Disponível no YouTube e nas Referências deste trabalho). É valido ressaltar que o professor deverá indicar aos alunos, no vídeo, para que observem o tempo de queda e como a plataforma de lançamento se afasta. Serão feitas as seguintes perguntas:
A velocidade do atleta aumentou?
Como a velocidade do atleta aumentou? E quanto ao tempo?
PARTE 2 - Centro de massa e centro de gravidade
Após uma breve referência à atividade da Parte 1, sobre o Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado e Queda Livre, tal como indicado abaixo, pergunta-se:
“Como vimos anteriormente, existe uma força que atua em todos os corpos e aponta para o centro da Terra, chamada Força Gravitacional. Tal força gera uma aceleração chamada Aceleração da Gravidade (g)”.
Quanto à gravidade, como ela atuou sobre o recordista visto no vídeo da atividade anterior?
Ela atua sobre todos os corpos da mesma forma?
Como a gravidade se comporta com o seu corpo? Se você estiver de pé ou deitado existe alguma diferença?
Ao introduzir as perguntas e após a discussão com os alunos sobre a gravidade, será passada para os alunos uma atividade, com o intuito de que eles aprimorem o conhecimento sobre como a gravidade atua sobre os corpos e sobre o centro de massa. Além disso, a Parte 2 servirá como uma introdução às aulas posteriores:
1) Será distribuída aos alunos, individualmente, uma folha A4, cuja finalidade será a verificação do centro de massa da folha:
Após distribuir as folhas, pergunta-se aos alunos: Existe uma relação entre o ponto de apoio (onde você está segurando), a gravidade e a inclinação da folha A4?
2) Após feita a pergunta e com as devidas considerações feitas, será pedido aos alunos que cortem a folha de papel e que respondam às perguntas: Existe alguma diferença entre a atuação da gravidade na folha inteira e na folha cortada?
Qual a diferença?
Se você colocasse um eixo passando pela folha, onde você o colocaria para que a folha fique em equilíbrio (gire em torno do próprio eixo)?
Se ao invés de um retângulo fosse um triângulo? Onde ficaria esse eixo? Avaliação
Será feita uma avaliação mediante o comportamento da turma durante o debate e nas discussões em sala de aula. Essa avaliação (qualitativa e processual) servirá de suporte para que o professor possa avaliar o desenvolvimento da turma para o preparo das aulas posteriores. Para isso será feita uma breve avaliação baseada em três casos. Sendo que, cada caso corresponde ao aprofundamento que o professor precisa ter para planejar a aula seguinte.
1º caso: A turma está engajada e não chegou a conclusões esperadas. 2º caso: A turma não está engajada e não chegou as conclusões esperadas.
3º caso: A turma está engajada e chegou à conclusão esperada.
Avaliando-se a turma como o 1º caso, as informações obtidas nos levam a concluir que houve o interesse por parte dos alunos, porém o resultado para o aprendizado do conteúdo não foi suficiente, transparecendo que será necessária uma nova atividade, ou mesmo uma aula expositiva a respeito do assunto.
Avaliando-se a turma como sendo o 2º caso, as informações nos levam a concluir que a atividade não foi eficaz e que a turma precisa de um maior aprofundamento no assunto.
Avaliando-se a turma como sendo o 3º caso, as informações nos levam a concluir que a atividade foi eficaz e que este assunto pode ser concluído e que pode ser dada continuidade ao conteúdo.
Referências da aula experimental
GRUPO DE REELABORAÇÃO DO ENSINO DE FÍSICA – GREF. Física 1: Mecânica. São Paulo: EDUSP, 1991.
HALLIDAY, D; RESNICK, R. Fundamentos de Física. 2009. LTC.
HART- DAVIS, A. [et. al.]. O Livro da Ciência. São Paulo: Globo Livros, 2014. Vídeo da Parte 1: Disponível em YouTube. Link: https://www.youtube.com/watch?v=dYw4meRWGd4
Referências
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QUESTÃO 2
O candidato deverá abordar em sua redação, os seguintes pontos:
No texto dissertativo: discuta o papel do professor mediante a diversidade encontrada em sala de aula, que objetiva a inclusão de todos os alunos, neurotípicos, com dificuldades de aprendizagem e com transtornos de aprendizagem.
1) Professor como mediador na aquisição do conhecimento; 2) Professor deve se atualizar e conhecer o conteúdo ministrado; 3) Valorizar saberes prévios dos alunos;
4) Promover inclusão de TODOS, oferecendo tarefas que todos participem de alguma forma;
5) Ouvir e respeitar os alunos, sua história social, familiar, seu contexto de vida;
6) Incentivar e respeitar a aprendizagem horizontal (entre pares); 7) Estimular a curiosidade e autonomia;
8) Oferecer tarefas curtas, relevantes social e profissionalmente; 9) Informar o que vai ser feito durante a aula (planejamento); 10) Trabalhar em equipe multidisciplinar.
Plano de aula:
1) Usar os itens descritos no texto dissertativo, sendo coerente; 2) Aulas interativas, dialógicas, metodologias ativas;
3) Atividades curtas de 10 a 15 minutos (utilizar total de 50 minutos);
4) Descrever público alvo, tamanho da turma, local onde será dada a aula, objetivos, metodologia, atividades propostas, materiais necessários. 5) Relatar saberes prévios necessários e indicar possíveis conclusões e
perspectivas para aulas seguintes. 6) Indicar referências bibliográficas.
