Universidade de Lisboa
Atividades investigativas na promoção do raciocínio geológico - um
estudo com alunos do 10.º ano de escolaridade
Diana Marques Fuzeiro
Mestrado em Ensino de Biologia e Geologia
Relatório da Prática de Ensino Supervisionada orientado pela
Professora Doutora Cecília Galvão
Agradecimentos
Aos alunos do 10.º A da Escola Secundária de Odivelas do ano letivo 2016/17, um agradecimento muito especial, pela forma como me receberam. Obrigada por tudo o que me ensinaram! Foram os meus primeiros alunos e ficarão para sempre na minha memória.
À professora orientadora deste estudo, a professora Doutora Cecília Galvão, pela disponibilidade, apoio e confiança depositada em mim ao longo de toda a intervenção e trabalho, mesmo nos momentos mais complicados e apesar das dificuldades encontradas no caminho. Um agradecimento, também, à professora Doutora Carla Kullberg, pela partilha de conhecimento e por se mostrar sempre disponível para ajudar.
À professora Ana Vicêncio, por me ter ajudado incansavelmente na preparação e planeamento do estágio. Por me ter acalmado nos momentos de maior stress e indecisão.
À professora cooperante, professora Fátima Cotrim, pela forma como me acolheu na ESO, por ter partilhado comigo a sua turma, pela sua disponibilidade constante, pela partilha de experiências e conhecimento, pela recetividade às minha ideias e experiências e por me ter permitido sentir que aquela também era a minha turma. Foi um apoio e uma presença imprescindíveis!
Ao Paulo, pelo incentivo crucial para a conclusão do presente estudo, pela exigência e profissionalismo, pelo acompanhamento e disponibilidade constantes, por me ter dado a mão e ter sido uma peça chave para a conclusão do relatório. Também à Rita, por me ter ouvido, e por me ter dado, também ela, um enorme apoio.
À D. Alexandra, pela importância e influência que teve na conclusão deste estudo, especialmente na fase final. Obrigada!
Ao Nuno, estou eternamente grata! Obrigada por teres recuperado todo o meu trabalho! Sem ti, a apresentação deste relatório não seria possível!
À Cristina, por ter permitido que em inúmeros momentos eu pudesse desanuviar e disfrutar da companhia dos príncipes! Um obrigada também a eles!
À minha tão estimada professora Elisabete! Sem si jamais teria considerado a busca deste sonho! Obrigada pela influência que teve no meu percurso académico, pelo incentivo! Obrigada por se lembrar sempre de mim e por ter impulsionado a minha primeira experiência profissional enquanto professora de Ciências!
Aos meus queridos avós! Por tudo!… não tenho palavras para vos agradecer tudo o que fizeram por mim desde os primeiros segundos da minha vida! Estão para sempre no meu coração!
Aos meus pais, que fizeram um enorme esforço para que eu pudesse cumprir este sonho, por todo o apoio que me transmitiram ao longo de toda a minha formação académica. Obrigada por todo o apoio e por toda a confiança depositada em mim. Obrigada por toda a paciência que tiveram comigo ao longo deste caminho! Obrigada por todos os valores que me foram transmitindo ao longo dos anos, permitindo que me tornasse a pessoa que sou hoje! Obrigada por tudo o que sempre fizeram por mim! Gosto muito de vocês!
À minha irmã, pela paciência em ouvir as minhas frustrações inúmeras vezes e por me tentar acalmar outras tantas, pela partilha das suas experiências académicas que ajudaram, sem qualquer dúvida, a melhorar a minha intervenção. Obrigada! Gosto muito de ti!
À minha melhor amiga, melhor conselheira e melhor ouvinte, Daniela Pimenta, por todas as conversas, todas a partilhas, todas os momentos! Obrigada por me teres ouvido sempre, por teres escutado todos os meus desabafos, pela paciência, por teres estado sempre presente nos momentos mais difíceis e de maior angústia, obrigada por todos os conselhos, obrigada por acreditares em mim mais do que eu própria, obrigada por teres, tantas vezes, transformado as minhas lágrimas em sorrisos! Sem ti, nada disto seria possível! Adoro-te!!!
Foi uma caminhada longa, difícil, repleta de momentos duros, porém, também preenchida por momentos de grande orgulho e felicidade! Esta foi, sem dúvida, até então, a fase mais cansativa da minha vida, mais esforçada e mais árdua, no entanto, também a mais gratificante, e da qual eu nunca me irei esquecer!
Resumo
A sociedade atual encontra-se num momento de crescente e rápida evolução a nível científico e tecnológico, sendo urgente a formação de cidadãos capazes de participar ativamente e de forma fundamentada nas questões emergentes da sociedade. As atividades investigativas como estratégia de ensino têm vindo a alcançar uma visibilidade crescente nos currículos escolares. Estas permitem a consolidação do raciocínio, o desenvolvimento de capacidades de comunicação e o desenvolvimento do pensamento crítico, o potenciamento do envolvimento e motivação dos alunos na aprendizagem das ciências, sendo, ainda, promotoras da literacia científica nos jovens. Tendo em conta as potencialidades educativas do ensino por investigação realizou-se um estudo investigativo, no âmbito da prática de ensino supervisionada, para compreender de que forma as atividades investigativas contribuem para a promoção do raciocínio geológico, com alunos do 10.º ano de escolaridade. Neste estudo participaram 30 alunos de uma escola em Odivelas. A temática lecionada insere-se na componente de Geologia: «A Geologia, os geólogos e os seus métodos».
Para dar resposta à problemática sugerida, recolheram-se dados através da observação participante das aulas, da análise de documentos produzidos pelos alunos e de questionários, seguindo uma metodologia de natureza qualitativa e interpretativa. Da análise dos resultados obtidos verificou-se que os alunos desenvolveram competências ao nível dos conhecimentos substantivos, processuais, atitudinais e, ainda epistemológico. Sendo, ainda, possível verificar que os alunos desenvolveram de forma diferenciada a maioria dos aspetos do raciocínio geológico. Os dados indicam que os alunos apresentaram maiores dificuldades ao nível do trabalho em grupo e na análise e interpretação de dados na atividade investigativa. Para a quase totalidade dos alunos a atividade investigativa demonstrou-se motivadora, despertando, no geral, o seu interesse pela Geologia.
Palavras-chave: atividades investigativas, atividades práticas de campo, raciocínio geológico, subsistemas terrestres, rochas, tempo geológico, tectónica de placas.
Abstract
The presente society is at a time of growing and rapidly evolving in scientific and technologic levels, being urgent to form citizens that are able to participate actively and groundedly in the emergent issues of society. Inquiry activities or investigative activities as a teaching strategy have been achieving a growing visibility in school curricula. These allow the consolidation of the reasoning, the development of communication skills, the development of critical thinking, the strengthening of involvement and motvation of students in learning science, and, also, the promotion of scientific literacy among young people.
Taking into account the educational potential of inquiry based learning, an investigation study was carried out, developed under the supervised teaching practice, to understand how investigative activities contribute to the promotion of geological reasoning on 10th grade students. The study sample consisted on 30 students from a secondary school in Odivelas. The taught thematic is part of the Geology component: «Geology, geologists, and their methods».
To answer the suggested problem, data were collected through particpant observation of classes, analysis of documents produced by the students, and questionnaires, following a methodology of a qualitative and interpretative nature.
From the analysis of the obtained results it was found that students have developed skills under substantive, procedural, attitudinal, and, also, epistemological knowledge. The results also suggest that students developed, in a differentiated way, most of the aspects related to geological reasoning. The data indicate that the students present greater difficulties in terms of teamwork and in the analysis and interpretation
of data in the investigative activity. For almost all of the students, the investigative
activity proved to be motivating, awakening, in general, their interest in Geology.
Key-words: investigative or inquiry activities, practical field activities, geological reasoning, subsystems, rocks, geological time, plate tectonics.
Índice
Capítulo I: Introdução ... 1
1. Contextualização do Estudo ... 1
2. Problemática e Questões Orientadoras ... 6
3. Organização do Relatório ... 7
Capítulo II: Enquadramento Teórico ... 9
1. Ensino – Aprendizagem ... 9
2. Ensino das Ciências ... 11
3. Raciocínio geológico ... 12
4. Trabalho de Campo ... 15
5. Atividades Investigativas ... 18
6. Trabalho Cooperativo ... 20
Capítulo III: Enquadramento Didático ... 23
1. Enquadramento Científico ... 23
1.1. A Terra e os seus subsistemas em interação ... 23
1.2. As rochas: arquivos que relatam a história da Terra ... 27
1.3. A medida do tempo e a idade da Terra ... 35
1.4. A Terra: um planeta em mudança ... 42
2. Enquadramento Curricular ... 48
2.1. Conteúdos Trabalhados ... 49
3. Proposta Didática ... 51
3.1. Planificação a médio prazo ... 51
3.2. Fundamentação Didática ... 53
3.3. Avaliação ... 55
3.4. Descrição sumária das aulas ... 57
3.4.1. Diário de Aula 1 ... 57 3.4.2. Diário da aula 2 ... 62 3.4.3. Diário da aula 3 ... 66 3.4.4. Diário da aula 4 ... 72 3.4.5. Diário da aula 5 ... 74 3.4.6. Diário da aula 6 ... 77 3.4.7. Diária da aula 7 ... 80 3.7.8. Diária da aula 8 ... 82 3.7.9. Diário da aula 9 ... 84
3.7.10. Diário da Aula 10 ... 85
3.7.11. Diário da aula 11 ... 86
3.7.12. Diário da aula 12 ... 90
3.7.13. Diário da aula 13 ... 91
3.7.14. Diário da aula 14 ... 93
Capítulo IV: Métodos e Procedimento ... 97
1. Paradigma, abordagem e modalidade ... 97
2. Participantes ... 98
3. Instrumentos de recolha de dados ... 101
3.1. Observação ... 101
3.2. Inquéritos por questionário ... 102
3.3. Documentação produzida pelos alunos ... 103
Capítulo V: Apresentação e análise dos resultados ... 105
1. Apresentação dos resultados ... 105
1.1. Questionário inicial de Geologia ... 105
1.2. Questionário de pós-atividade ... 112
1.3. Questionários de opinião/heteroavaliação ... 121
1.4. Questionário relativo ao Raciocínio Geológico... 129
1.5. Documentação produzida pelos alunos ... 140
2. Análise e Discussão dos Resultados ... 143
2.1. Que competências desenvolvem os alunos quando realizam atividades investigativas no âmbito das temáticas apresentadas? ... 143
2.2. Como podem as atividades investigativas contribuir para o desenvolvimento do raciocínio geológico? ... 146
2.3. Que dificuldades apresentam os alunos quando realizam atividades investigativas no âmbito das temáticas apresentadas? ... 148
2.4. Qual a influência das atividades investigativas desenvolvidas na motivação e interesse dos alunos? ... 149
Capítulo VI: Considerações Finais ... 151
1. Conclusões ... 151
2. Reflexão ... 155
Referências ... 159
Apêndice 1 Atividades desenvolvidas ... 167
1.1. Cartões do jogo didático acerca dos subsistemas (aula 1) ... 168
1.2. Ficha de trabalho – classificação rochas sedimentares. ... 173
1.3. Sebenta das Rochas (aula 3) ... 174
1.5. Atividade em grupo: “História da Terra” (aula 5) ... 183
1.6. Trabalho em grupo: “Paleozoico, Mesozoico e Cenozoico” (aula 6) – exemplos de apresentações de alunos ... 185
1.7. Exemplos de guiões de campo (aula 8) ... 187
1.7.1. Grelha de classificação dos guiões de campo ... 191
Apêndice 2... 193
2.1. Competências a desenvolver ... 194
2.2. Proposta de atividade investigativa ... 195
2.3. Descrição do processo de saída de campo ... 204
2.4. Documento de apoio aos alunos para a Atividade Investigativa ... 207
Apêndice 3... 211
3.1. Competências a serem desenvolvidas ao longo da intervenção ... 212
3.2. Planificação aula 1 ... 213 3.3. Planificação aula 2 ... 218 3.4. Panificação aula 3 ... 224 3.5. Planificação aula 4 ... 230 3.6. Planificação aula 5 ... 232 3.7. Planificação aula 6 ... 237 3.8. Planificação aula 7 ... 241 3.9. Planificação aula 8 ... 247 3.10. Planificação aula 9 ... 248 3.11. Planificação aula 10 ... 251 3.12. Planificação aula 12 ... 253 3.13. Planificação aula 14 ... 255 Apêndice 4... 257 4.1. Aula 1 ... 258 4.2. Aula 2 ... 262 4.3. Aula 3 ... 266 4.4. Aula 5 ... 269 4.5. Aula 6 ... 275 4.6. Aula 7 ... 277 4.7. Aula 9 ... 279
4.8. Apresentação Cenário Inicial ... 282
4.9. Apresentação Praia da Bafureira ... 283
Apêndice 5... 285
5.2. Critérios de correção do teste de avaliação ... 294
5.3. Grelha de cotações do teste de avaliação sumativa ... 302
Apêndice 6... 305
6.1. Grelha de avaliação individual ... 306
6.2. Grelha de avaliação dos grupos ... 309
6.3. Grelha de avaliação de turnos... 313
6.4. Grelha de cotações do trabalho investigativo ... 314
Apêndice 7... 317
7.1. Questionário inicial ... 318
7.2. Questionário pós-atividade investigativa... 321
7.3. Questionário de opinião ... 324
Índice de Figuras
Figura 1. Etapas iniciais de formação de rochas sedimentares (retirada de
http://trabalhodegeologia.blogspot.pt/p/processos-erosivos_19.html)... 29 Figura 2. Rochas sedimentares estratificadas (retirada de http://dinamica-
geologica.blogspot.pt/2012/01/sedimentacao.html)... 32 Figura 3. Metamorfismo de temperatura dominante e metamorfismo de pressão dominante (Dias, Guimarães, & Rocha, 2009) ... 33 Figura 4. Ciclo das rochas ou litológico (Dias, Guimarães, & Rocha, 2009) ... 35 Figura 5. Ilustração do princípio da sobreposição (Dias, Guimarães, & Rocha,
2009) ... 37 Figura 6. Ilustração do princípio da identidade paleontológica (Dias, Guimarães, & Rocha, 2009) ... 38 Figura 7. Ilustração do decaimento radioativo (Dias, Guimarães, & Rocha, 2009) .. 40 Figura 8. Escala do tempo geológico (retirada de
http://www.colegiovascodagama.pt/ciencias3c/decimo/temaIu31.html)... 42 Figura 9. Ilustração dos argumentos morfológicos (Dias, Guimarães, & Rochas, 2009) ... 45 Figura 10. Limites das principais placas tectónicas (Dias, Guimarães, & Rocha, 2009) ... 46 Figura 11. Ilustração do movimento das correntes de convecção do manto (retirada de http://geoexploracao.blogspot.pt/2011/10/conveccao.html) ... 46 Figura 12. Limites e movimentos das placas tectónicas (Dias, Guimarães, & Rocha, 2009) ... 47 Figura 13. Carta de exploração do tema «A Geologia, os geólogos e os seus
métodos» (Ministério da Educação, 2001)... 49 Figura 14. Disposição geral da sala de aula ... 58 Figura 15. Disposição da sala de aula na aula 1 ... 58 Figura 16. Resposta dos alunos (N=30) à questão “Classifique o seu nível de
interesse na área da Geologia.”. ... 106 Figura 17. Resposta dos alunos (N=30) à questão “Quais as suas expetativas acerca dos conteúdos de Geologia que estudará este ano letivo?”. ... 106 Figura 18. Resposta dos alunos (N=30) à questão “Qual pensa ser o seu grau de conhecimento na área da Geologia (quando em comparação com os seus colegas de
10º Ano)?”. ... 106 Figura 19. Resposta dos alunos (N=30) à questão “Considera, no seu futuro
académico, a possibilidade de estudar na área de Geologia?". ... 107 Figura 20. Questão colocada aos alunos no questionário inicial. ... 108 Figura 21. Resultados obtidos relativamente à questão: Sendo a Geologia uma área do conhecimento, considera que dentro dela existem outras áreas mais específicas?” (N=30). ... 110 Figura 22. Resultados obtidos relativamente à questão: “Se sim, enumere as que considerou.” (N=27), na sequência da questão “Resultados obtidos relativamente à questão: Sendo a Geologia uma área do conhecimento, considera que dentro dela existem outras áreas mais. ... 110 Figura 23. Resposta de um aluno (qi, H) à questão: “Explique resumidamente o que entende por trabalho ou atividades de campo:”. ... 111 Figura 24. Resultados obtidos relativamente à questão: “Considera o trabalho de campo importante para o trabalho e investigação em Geologia?” (N=30). ... 112 Figura 25. Resultados obtidos relativamente à questão: “Quão importante consideras a realização da saída de campo para a realização do trabalho de investigação?”
(N=30). ... 112 Figura 26. Resposta de um aluno (qp, N) à questão: “Quais consideras serem as principais vantagens e desvantagens da realização da saída de campo para a tua aprendizagem? Justifica resumidamente”. ... 113 Figura 27. Resposta de um aluno (qp, G) à questão: “Ainda relativamente à atividade prática de campo (APC), o que mais gostaste? E o que achaste mais interessante?”, referindo que gostou de estar ao ar livre. ... 115 Figura 28. Resposta de um aluno (qp, K) à questão: “Ainda relativamente à atividade prática de campo (APC), o que mais gostaste? E o que achaste mais interessante?”, referindo-se à variedade de fósseis encontrados. ... 115 Figura 29. Resposta de um aluno (qp, D) à questão: “Ainda relativamente à atividade prática de campo (APC), o que mais gostaste? E o que achaste mais interessante?”, referindo-se à procura de fósseis. ... 115 Figura 30. Resultados obtidos relativamente à questão: “Classifica o teu grau de aprendizagem em cada uma das fases da APC.” para a fase de preparação da APC (N=30). ... 116 Figura 31. Resultados obtidos relativamente à questão: “Classifica o teu grau de
aprendizagem em cada uma das fases da APC.” para a fase da saída de campo.
(N=30). ... 117 Figura 32. Resultados obtidos relativamente à questão: “Classifica o teu grau de aprendizagem em cada uma das fases da APC.” para a fase da de tarefas de pós-saída. (N=30). ... 117 Figura 33. Resultados obtidos relativamente à questão: “Classifica o teu nível de interesse relativamente à atividade investigativa.” (N=30)... 118 Figura 34. Resultados obtidos relativamente à questão: “Quão importante foi a
realização da atividade investigativa para as tuas aprendizagens em Geologia?” (N=30). ... 119 Figura 35. Resultados obtidos relativamente à afirmação: “A atividade investigativa (AI) e todo o seu processo aproximaram-me do trabalho dos geólogos.” (N=30). . 120 Figura 36. Resultados obtidos relativamente à afirmação: “A AI e todo o seu
processo alargaram o meu conhecimento me Geologia.” (N=30). ... 120 Figura 37. Resultados obtidos relativamente à afirmação: “A AI e todo o seu
processo despertaram o meu interesse na área da Geologia.” (N=30). ... 120 Figura 38. Resultados obtidos relativamente à afirmação: “A AI e todo o seu
processo ajudaram-me a compreender os conteúdos abordados em sala de aula.” (N=30). ... 121 Figura 39. Resultados obtidos relativamente à afirmação: “A Geologia é uma área totalmente independente da sociedade.” (N=30). ... 121 Figura 40. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “Considero os temas abordados interessantes.”. ... 122 Figura 41. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “Considero que as
aprendizagens que realizei são importantes.". ... 122 Figura 42. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O meu interesse pelas temáticas abordadas aumentou em sequência das aulas.”. ... 122 Figura 43. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “Sinto que aprendi e percebi os conteúdos abordados nas aulas”. ... 123 Figura 44. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O grupo de trabalho funcionou bem.”. ... 123 Figura 45. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O trabalho em grupo foi importante para a minha aprendizagem.”... 124 Figura 46. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “Gostei de trabalhar em
grupo”. ... 124 Figura 47. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O trabalho em grupo ajudou-me a compreender como trabalhar em equipa”... 124 Figura 48. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O trabalho investigativo ajudou-me a compreender como funciona o raciocínio geológico”... 125 Figura 49. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “A sequência de trabalhos relativos ao trabalho investigativo estava bem organizada”. ... 125 Figura 50. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O trabalho investigativo foi uma estratégia motivadora”. ... 126 Figura 51. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “A estratégia ajudou-me a refletir acerca das minhas aprendizagens”. ... 126 Figura 52. Sugestões apontadas pelos alunos (N=30) para alteração do processo da atividade prática. ... 126 Figura 53. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “A saída de campo estava bem organizada”... 127 Figura 54. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “O local explorado foi pertinente para a realização do trabalho”. ... 127 Figura 55. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “A informação fornecida aos alunos foi suficiente para a execução dos trabalhos de campo”. ... 128 Figura 56. Opinião dos alunos (N=30) acerca da afirmação “A sequência de trabalhos realizados antes, durante e após a saída de campo estava bem organizada”... 128 Figura 57. Sugestões apontadas pelos alunos (N=30) para alteração do processo de preparação e realização de saída de campo. ... 129 Figura 58. imagem da rocha colocada numa das questões do questionário relativo ao raciocínio geológico. ... 131 Figura 59. Questão 5 do questionário relativo ao raciocínio geológico. ... 132 Figura 60. Gráfico apresentados na questão 10, como possíveis representações do raciocínio geológico. ... 133 Figura 61. Classificação dos alunos (N=30) na avaliação do teste de avaliação
Índice de Quadros
Quadro 1. Classificação das rochas sedimentares ... 31 Quadro 2. Classificação das rochas sedimentares detríticas. ... 31 Quadro 3. Conteúdos programáticos da unidade relacionada com rochas sedimentares (adaptado de M.E. Departamento de Ensino Secundário, 2001) ... 50 Quadro 4. Plano geral da intervenção ... 53 Quadro 5. Resultados obtidos relativamente à questão: “Que atividades gostaria de realizar durante a aprendizagem dos conteúdos de Geologia de 10º Ano?” (N=30). ... 107
Capítulo I: Introdução
1. Contextualização do Estudo
“O ensino deve ser de modo a fazer sentir aos alunos que aquilo que se lhes ensina é uma dádiva preciosa e não uma amarga obrigação.”
Albert Einstein
Em 1996, a UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) elabora um relatório sobre a educação para o século XXI intitulado “Educação: um tesouro a descobrir”, no qual é defendido o “papel essencial da educação no desenvolvimento contínuo, tanto das pessoas como das sociedades” (p. 11). Neste relatório, a educação é vista como uma ferramenta essencial e insubstituível para uma compreensão dos fenómenos mundiais, para a formação da capacidade de julgar e de desenvolver o sentido crítico (Delors, et al., 1996). A Lei de Bases do Sistema Educativo (Assembleia da República Portuguesa, 1986) realça, também, a importância do papel da educação na “formação de cidadãos livres, responsáveis, autónomos e solidários”, “capazes de julgarem com espírito crítico e criativo o meio social em que se integram e de se empenharem na sua transformação progressiva” (artigo 2.º, pontos 4 e 5).
Apesar da importância da educação para o desenvolvimento individual e da sociedade, verifica-se, ainda, que um elevado número de jovens e crianças não frequentam a escola. Segundo o relatório mundial de monitorização da educação 2017/8, elaborado pela UNESCO (2017), “em 2015 existiam 264 milhões de crianças e jovens em idade escolar que não frequentavam a escola” (p. 124). Também na educação em ciência se verificam problemas, relacionados, na sua grande maioria, com o desinteresse dos jovens pela ciência abordada em contexto escolar (Sjøberg & Schreiner, 2010). O projeto ROSE (Relevance of Science Education) elaborado em 2010 (Sjøberg & Schreiner) refere que os jovens justificam esta falta de interesse com o facto de a ciência da escola não despertar curiosidade, de não revelar nenhum trabalho novo e interessante, e de não evidenciar a importância da ciência e tecnologia para as suas vidas (Sjøberg & Schreiner, 2010). Cunha (2006) apoia estas justificações, referindo que “o ensino de ciências (…) mostra uma imagem desconectada da realidade, dos problemas sociais e da sua interação com a tecnologia” (p. 123), ideia
apoiada também por Cachapuz, Sá-Chaves e Paixão (2002) ao referirem que existe um desfasamento entre os avanços científicos e tecnológicos da sociedade e as políticas educativas atuais. Também Martins (2002) apoia esta ideia ao referir que “o ensino das ciências tem vindo a ser alvo de críticas (…) por se constatar que está longe de satisfazer as necessidades da sociedade atual” (p. 1).
Contudo, cerca de 80% da população Europeia considerou, em 2005, a aprendizagem em ciência crucial para o futuro. A comunidade de pesquisa da Comissão Europeia considerou dois pontos nos quais a ciência e a sua aprendizagem se revelam essenciais: “1. Importância da ciência e domínio da tecnologia no futuro; Necessidade de literacia científica para a compreensão de muitas situações ocorrentes nas sociedades modernas.” (Rocard, et al., 2007). Segundo Osborne (2010), existem na literatura quatro argumentos que justificam a importância da educação em ciência para todos os alunos: (i) o argumento utilitário, que visa beneficiar os alunos no seu dia-a-dia, através da forma de pensar racional e da capacidade prática para resolver problemas; (ii) o argumento económico, que se relaciona com o facto da sociedade tecnologicamente avançada beneficiar com a formação de novos cientistas para manter a sua competitividade; (iii) o argumento cultural, uma vez que a ciência é uma das maiores conquistas da nossa cultura e o contexto está presente nos discursos dos meios de comunicação e da nossa vida diária; e (iv) o argumento democrático, pois cada vez mais os cidadãos têm de ter a capacidade de poder participar e fazer opções e juízos fundamentados sobre dilemas sociais, morais ou éticos que se apresentam na sociedade. Em Portugal, a educação em ciência alargada a todos os alunos é defendida desde o século XIX (Reis, 2006).
A grande finalidade do ensino das ciências, desde o início do século XIX, e, também em Portugal, prende-se com a promoção da literacia científica (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006) (Reis, 2006), termo que é muitas vezes negligenciado pela atribuição de definições simplistas, como “cultura científica” (Laugksch, 2000). A literacia científica é um termo bem mais complexo e completo. A OCDE, no contexto do programa PISA, define literacia científica como a “capacidade de usar conhecimento científico para identificar questões, para estabelecer conclusões a partir de evidências, com a intenção de compreender e ajudar a tomar decisões sobre o mundo natural e sobre as modificações nele efetuadas por meio da atividade humana”
(OECD, 2000, p. 10). Miller (1996) defende que para um indivíduo ser cientificamente literato deve deter um vocabulário básico de termos e conceitos científicos e tecnológicos, compreender o processo ou métodos científicos e compreender o impacto da ciência e da tecnologia na sociedade. A necessidade de formar uma sociedade de indivíduos cientificamente literatos é cada vez mais urgente, na medida em que vivemos numa sociedade moderna e evoluída, regida pela ciência e tecnologia (Miller, 1996) (Martins, 2005). Tendo em conta que estamos, então, inseridos numa sociedade avançada em termos de tecnologia e ciência torna-se crucial que, enquanto cidadão, tenhamos a capacidade de discutir e de tomar decisões sensatas acerca de assuntos relacionados com os mais diversos tópicos ou problemas que definem a sociedade atual, como a chuva ácida, o aquecimento global, o decréscimo de recursos energéticos, entre outros (Baird, 1995). Apenas desta forma podemos participar ativamente enquanto cidadãos nesta sociedade cada vez mais evoluída e onde a ciência e a tecnologia se tornam áreas progressivamente mais vincadas e comuns no quotidiano (Delors, et al., 1996) (Martins, 2002) (Cunha, 2006) (Reis, 2006). Torna-se, deste modo, evidente a importância da promoção da literacia científica como uma das principais finalidades do ensino das ciências, e a necessidade de o ensino das ciências proporcionar a compreensão de fenómenos e tecnologias presentes na nossa sociedade (Cunha, 2006), tal como também defende Martins (2003):
“Nas décadas de oitenta e noventa do século XX foi emergindo uma consciencialização crescente sobre a necessidade de promover, de forma eficaz, uma formação geral dos cidadãos no domínio das Ciências e Tecnologias, não apenas em saberes específicos de conteúdo, mas, sobretudo, sobre a relevância do conhecimento científico e tecnológico como dimensão imprescindível para a compreensão dos problemas do mundo e para a construção de propostas de resolução que permitam minorá-los. “ (p. 5).
Cachapuz, Sá-Chaves e Paixão (2002) referem-se a estes conhecimentos como “saberes básicos”, e definem cinco que devem ser dominados por qualquer cidadão integrante da sociedade atual: (i) comunicar adequadamente, (ii) aprender a aprender, (iii) desenvolver atitudes de cidadania ativa, (iv) desenvolver o espírito crítico e (v) resolver situações problemáticas. Defendem ainda que estes saberes constituem potenciais ferramentas “na tentativa de encontrar melhores soluções para a qualidade de vida” (p. 16) e que deverão ser desenvolvidos pela escola democrática, ou seja, no ensino das ciências, quer seja em ambiente formal ou não.
Com o intuito de promover a literacia científica no ensino das ciências, é importante confrontar os alunos com problemas atuais relacionados com a ciência e tecnologia, criando, deste modo, “oportunidades para os alunos refletirem, formularem opiniões/juízos de valor, apresentarem soluções e formarem decisões sobre acontecimentos e/ou problemas do mundo real” (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006, 87). Tendo em conta, como referido anteriormente, que o interesse dos jovens pela ciência abordada na escola constituí um problema do ensino atual, e, sabendo que as aprendizagens se tornam significativas apenas se os alunos tiverem disposição e motivação para aprender (Zompero & Laburú, 2010), é necessário promover o interesse dos alunos nesta área de modo a que as suas aprendizagens se tornem mais significativas. De modo a aumentar o interesse dos alunos, devem aproximar-se os contextos abordados em sala de aula das necessidades dos alunos enquanto membros da sociedade (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006) e devem, ainda, abordar-se questões atuais que tenham conexão com o mundo real ou o quotidiano (Martins, 2002) (Cunha, 2006).
A adoção destas medidas insere-se numa educação CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade) que tem vindo a ser incorporada “nos currículos de ciência de diversos países, incluindo Portugal, constituindo-se como uma das finalidades basilares no ensino desta disciplina.” (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006, p. 86). O movimento CTS, segundo Martins (2002), pode ser definido como “um movimento para o ensino
das ciências enquadrado por uma filosofia que defende que tal ensino em contextos de
vida real, que podem ou não ser próximos do aluno, (…) onde emergem ligações à
tecnologia, com implicações da e para a sociedade.” (p. 30). Este movimento e a sua
inserção nos currículos de ciências tem vindo a ser amplamente defendido, e a sua importância no mundo da educação é crescente devido ao facto das orientações a ele inerentes possibilitarem uma contextualização dos conteúdos programáticos no mundo tecnológico e social do aluno (Martins, 2002) (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006), promovendo assim uma aprendizagem significativa e, também, a literacia científica. Cunha (2006), apresenta no seu artigo O Movimento Ciência/Tecnologia/Sociedade (CTS) e o Ensino de Ciências alguns objetivos do movimento CTS, de entre os quais destaco a promoção do interesse dos estudantes em relacionar as ciências com as suas aplicações na vida quotidiana, a aquisição por parte dos alunos de uma compreensão da natureza da ciência e do trabalho científico, a contribuição para que o ensino das
ciências fomente a participação ativa nos assuntos sociais e, em comprometer os alunos na solução de problemas que hipotecam o futuro da humanidade.
Para que estes objetivos sejam cumpridos é necessária uma mudança nas orientações do ensino das ciências (Martins, 2002), sendo imperativo passarmos de uma aprendizagem dirigida para uma aprendizagem assistida, ou seja, abandonarmos as estratégias tradicionais de ensino centradas no professor e adotarmos um ensino mais focado na aprendizagem autónoma dos alunos (Cachapuz, Sá-Chaves, & Paixão, 2002). Para o desenvolvimento de uma educação CTS, as práticas de ensino devem ser centradas no aluno, promovendo a participação e a aprendizagem mais ativa (Cachapuz, Sá-Chaves, & Paixão, 2002) (Martins, 2005). Para tal, são sugeridas algumas estratégias de ensino que cumpram estas orientações, tais como, resolução de problemas abertos (Delors, et al., 1996) (Martins, 2002), atividades de pesquisa autónoma (Martins I. P., 2002), resolução de problemas reais e trabalho em equipa (Martins É. , 2005). O professor desempenha, aqui, um papel importante (Delors, et al., 1996) (Martins, 2005), na medida em que deverá ser um facilitador da aprendizagem (Baird, 1995), e deverá estimular a curiosidade e autonomia dos alunos (Delors, et al., 1996). Tendo em conta o papel crucial que o professor representa no desenvolvimento de um ensino das ciências focado numa perspetiva CTS e ambicionando a promoção da literacia científica e da aprendizagem significativa, torna-se necessária a reconceptualização da formação de professores (Cachapuz, Sá- Chaves, & Paixão, 2002) (Cunha, 2006) (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006). Estas novas estratégias de ensino devem contextualizar os conteúdos numa realidade próxima do aluno, tal como argumentam Sjøberg & Schreiner (2010), “o material de ensino e as práticas de ensino que não evolvem os alunos numa aprendizagem com sentido (para os alunos), não são prováveis de gerar resultados positivos a longo prazo.” (p. 29).
Uma estratégia que se insere nesta mudança conceptual são as atividades investigativas, também denominadas por inquiry, sendo esta uma abordagem que “inclui a resolução de problemas, a planificação e a implementação de experiências, a procura de padrões em conjuntos de dados, a realização de observações e inferências, o questionamento, a pesquisa e a testagem de hipóteses.” (Galvão, Faria, Gonçalves, & Baptista, 2016, p. 5).
Esta estratégia de ensino permite a consolidação do raciocínio (Zômpero & Labunú, 2011) (Batista, 2013), o desenvolvimento de capacidades de comunicação e do pensamento crítico (Chang & Taipei, 2002), o desenvolvimento de capacidades de autonomia (Batista, 2013) (Tuan, Chin, Tsai, & Cheng, 2005), o desenvolvimento de capacidades de reflexão, a promoção da aprendizagem dos conteúdos conceituais, conteúdos procedimentais (Zômpero & Labunú, 2011) e também das competências de cooperação (Zômpero & Labunú, 2011), potencia o envolvimento e motivação dos alunos (Bayram, Oskay, Erdem, Özgür, & Sen, 2013) (Tuan, Chin, Tsai, & Cheng, 2005), e promove a compreensão da natureza do trabalho científico (Zômpero & Labunú, 2011), sendo aconselhada como estratégia no programa nacional de Biologia e Geologia de 10º ano (Ministério da Educação, 2001).
Para além das potencialidades referidas, as atividades investigativas são geradoras de motivação e promotoras da literacia científica nos jovens:
“Tanto o trabalho prático no geral, como as actividades investigativas, em particular, são geradoras de motivação e envolvimento dos alunos na aprendizagem das ciências e contribuem para a literacia científica dos jovens.”
(Martins, 2015, p. 11)
Esta estratégia tem, de facto, vindo a ser adotada para fazer face à emergência de novos objetivos no ensino das ciências (Zômpero & Labunú, 2011), pois requerem uma atividade intelectual mais ativa por parte dos alunos, promovendo, desta forma, um envolvimento mais ativo e, por isso, uma aprendizagem significativa (Zompero & Laburú, 2010).
2.
Problemática e Questões Orientadoras
Atendendo aos aspetos mencionados anteriormente e às competências que se pretende que os alunos do ensino secundário venham a adquirir (Ministério da Educação, 2001)– capacidade de problematizar e formular hipóteses, testar e validar ideias, planear e realizar pequenas investigações teoricamente enquadradas, observar e interpretar dados e usar fontes bibliográficas de forma autónoma, pesquisando, organizando e tratando informação –, optou-se pela realização de uma atividade de cariz investigativo como estratégia central de ensino da prática de ensino supervisionada que aqui se apresenta. Estabelecendo-se a seguinte questão de investigação:
“De que forma as atividades investigativas podem contribuir para a promoção do raciocínio geológico, na abordagem do tema «A Geologia, os geólogos e os seus métodos», na disciplina de Biologia e Geologia, com alunos do 10.º ano de escolaridade?”.
De modo a organizar o trabalho de investigação acima mencionado, e a dar resposta a este objetivo investigativo formularam-se as seguintes questões orientadoras:
Q1: Que competências desenvolvem os alunos quando realizam atividades
investigativas no âmbito das temáticas apresentadas?
Q2:Como podem as atividades investigativas contribuir para o desenvolvimento do raciocínio geológico?
Q3: Que dificuldades apresentam os alunos quando realizam atividades
investigativas no âmbito das temáticas apresentadas?
Q4: Qual a influência das atividades investigativas desenvolvidas na motivação
e interesse dos alunos?
3.
Organização do Relatório
Este relatório de prática de ensino supervisionada encontra-se dividido em seis capítulos e apêndices.
O primeiro capítulo (I), Introdução, inclui uma contextualização da investigação desenvolvida, e os objetivos e questões orientadoras nos quais ela assenta. Para além disso, este capítulo contém uma breve descrição da organização do relatório.
O segundo capítulo, Enquadramento Teórico (II), consiste numa revisão de leitura acerca dos temas em que este estudo incide. Abordam-se as teorias de ensino aprendizagem, o ensino das ciências da atualidade, o raciocínio geológico e aos aspetos a ele inerentes, as atividades investigativas e o trabalho de campo enquanto estratégias de ensino e a respetiva influência no processo de ensino-aprendizagem e, ainda, o trabalho cooperativo. Este capítulo permite ainda fundamentar a escolha das estratégias e opções metodológicas efetuadas durante a intervenção.
científica que foi alvo de lecionação, assim como o enquadramento curricular da intervenção e a organização da mesma (proposta didática). Neste capítulo é, também, feita uma descrição sumária de todas as aulas lecionadas, bem como as respetivas reflexões.
No quarto capítulo, Métodos e Procedimentos (IV), é justificada a metodologia utilizada na investigação, feita uma contextualização da escola e dos participantes sobre os quais incidiu a prática supervisionada (alunos e professora cooperante), e apresentados os instrumentos de recolha de dados utilizados.
O quinto capítulo, Apresentação e Análise dos Resultados (V), apresenta todos os resultados recolhidos e exibe uma discussão dos mesmos, sendo dadas respostas às questões orientadoras do estudo.
O sexto capítulo, Considerações finais (VI), procura responder à problemática sugerida no estudo e apresenta um balanço reflexivo pessoal final acerca de toda a investigação e prática letiva. Neste capítulo são ainda expostas algumas limitações a este estudo.
Os apêndices contêm todos os materiais que foram produzidos para a planificação e orientação das aulas – fichas de trabalho, PowerPoints, teste de avaliação sumativa – e, também, os questionários aplicados para a investigação, documentos produzidos pelos alunos e, também, documentos referentes ao desenvolvimento da atividade investigativa.
Capítulo II: Enquadramento Teórico
Neste capítulo será apresentado o enquadramento teórico relacionado com a problemática desta investigação. Abordar-se-ão as teorias de ensino aprendizagem, será feita uma contextualização do ensino das ciências da atualidade e uma referência ao raciocínio geológico e aos aspetos a ele inerentes, abordando-se, posteriormente, as atividades investigativas e o trabalho de campo enquanto estratégias de ensino e a respetiva influência no processo de ensino-aprendizagem. Por último, será feita menção ao trabalho cooperativo.
1. Ensino – Aprendizagem
“(…) as teorias educativas de aprendizagem são tão essenciais para a prática do ensino como as teorias científicas são para a prática da ciência.”
(Collins, 2002, p. 4) Existem três teorias que tentam explicar o processo de aprendizagem, sendo que cada uma delas consiste numa perspetiva relativa ao processo de aprendizagem: o comportamentalismo ou behaviorismo, o cognitivismo e o construtivismo. Cada uma destas perspetivas de ensino-aprendizagem influenciam, de facto, e tal como defendido por Collins (2002), a prática de ensino dos professores.
O behaviorismo assenta na premissa de que o aluno tem um papel cognitivo passivo no processo de aprendizagem, esta perspetiva assume o aluno como recetor de informação (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003). Segundo Hohenstein e Manning (2010), esta teoria assenta numa perspetiva de que a criança é tabula rasa e é o seu comportamento que vai levar à sua aprendizagem, sendo irrelevante tudo o que se passa na mente da criança, uma vez que não é observável. De acordo com o behaviorismo o principal objetivo no processo de ensino-aprendizagem é a aquisição de comportamentos apropriados por parte dos alunos (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003), com base em reforços e punições (Hohenstein & Manning, 2010) de determinados comportamentos. Isto é, se a resposta emitida pelo aluno for a desejada, haverá um reforço da atitude para que ela se repita, porém, se o comportamento emitido não for o desejado, haverá uma punição no sentido de não ocorrer repetição do
comportamento (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003). Desta forma, é assumido que a aprendizagem é regular e o ensino é feito através da repetição, sendo que o professor ocupa o papel central do processo, como detentor de todo o conhecimento (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003).
Mais tarde surge, por Piaget, a ideia de que a criança é a construtora do seu próprio conhecimento, esforçando-se por adquirir nova informação e ajustar os seus conhecimentos de forma apropriada (Hohenstein & Manning, 2010). De acordo com esta linha, assume-se que os alunos progridem através de uma série de etapas ou estádios, cada um exigindo um maior grau de habilidade intelectual (Hohenstein & Manning, 2010). Surge, desta forma, a perspetiva cognitivista, na qual o funcionamento da mente é comparado ao processamento de informação de um computador, onde a informação é recebida, organizada, armazenada e recuperada pela mente (Collins, 2002). Em oposição à perspetiva behaviorista, esta assume que o processo de aprendizagem requer atividade por pare do aluno, reconhecendo que algo acontece na mente do aluno (Collins, 2002). O papel do aluno deixa, então, de ser tomado como passivo, assumindo-se o seu papel ativo no processo de ensino- aprendizagem. Deste modo, o papel do professor é apresentar a informação ao aluno para que este a compreenda e lhe atribua significado, construindo o seu próprio conhecimento (Hohenstein & Manning, 2010).
Atualmente diversos autores defendem que o construtivismo é a teoria de ensino-aprendizagem com maior utilidade para a prática docente (Martins, et al., 2007), “a mais atual ao nível da didática das ciências e, implicitamente, aquela que
deverá ser mais valorizada na formação dos professores” (Vasconcelos, Praia, &
Almeida, 2003, p. 12).
O construtivismo defende que o ensino deverá ser centrado no aluno, tendo ele um papel ativo na construção do seu próprio conhecimento, valorizando as suas conceções prévias ao longo do processo (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003). A aprendizagem é, desta forma, ativa (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003) (Collins, 2002), sendo construída através de interações de ideias e processos feitas a partir de conhecimentos prévios adquiridos pelo aluno (Collins, 2002). O fator de maior influência no processo de ensino-aprendizagem apontado pela teoria construtivista
refere-se às conceções prévias dos alunos, uma vez que estas irão afetar a aprendizagem futura do aluno (Martins, et al., 2007). Na perspetiva construtivista o professor assume um papel de orientador neste processo de construção de conhecimento por parte dos alunos (Hohenstein & Manning, 2010).
De acordo com o construtivismo, o processo de aprendizagem, para se demonstrar eficaz, requer “explorações” por parte dos alunos (aprendizagem por descoberta), na medida em que as aprendizagens ou informações que surgem das próprias explorações dos alunos “tendem a ser melhor retidas do que os fatos meramente memorizados” (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003, p. 14). Defende-se, ainda, que a aprendizagem é mais eficaz quando é situada em contextos que sejam significativos e familiares para os alunos (Collins, 2002), estando a motivação para aprender diretamente correlacionada com a eficácia do processo (Hohenstein & Manning, 2010). “Nessa perspetiva, cabe ao professor a capacidade de lançar perguntas que despertem a curiosidade, mantenham o interesse e provoquem e desenvolvam o pensamento.” (Vasconcelos, Praia, & Almeida, 2003, p. 14).
Vygotsky também contribuiu para o desenvolvimento da teoria construtivista com o conceito de Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP). A ZDP é encarada como a zona entre o que as pessoas podem realizar por si próprias e o que conseguem resolver com a ajuda de alguém mais experiente (Hohenstein & Manning, 2010). Tendo em consideração a ZDP, cabe ao professor identificar a ZPD de cada aluno e orientá-lo na aquisição de novos conhecimentos com desafios que o situem sempre nos limites superiores da sua ZDP e nunca abaixo nem muito acima (Hohenstein & Manning, 2010).
2. Ensino das Ciências
“O ensino das ciências na escola (…) mais do que preocupar-se em transmitir conhecimentos científicos, deve ter como finalidade a promoção de uma educação em ciências que permita aos alunos tornarem-se cidadãos capazes de compreender o mundo natural que os rodeia (…).”
(Leite, 2006) Segundo Hudson (1998, citado por Leite, 2006) a educação em ciências para ser equilibrada deve permitir que os alunos aprendam ciências, aprendam a fazer
ciências e aprendam acerca das ciências. Leite (2006) assevera que cumprindo este equilíbrio, os alunos formar-se-ão “cidadãos de pleno direito, capazes de participar activa e fundamentadamente em tomadas de decisão sobre assuntos sócio-científicos”. Também Cunha (2006) assume que “o Ensino de Ciências, de alguma forma, deve cumprir seu papel na compreensão dos fenômenos e tecnologias presentes no nosso mundo.” (p. 123).
De facto, com as rápidas mudanças a nível científico e tecnológico registadas na sociedade atual, e com a sua presença crescente no nosso quotidiano, torna-se imprescindível a formação de cidadãos cientificamente cultos, capazes de participar de forma crítica e reflexiva em questões de natureza socio-científicas (Dourado & Leite, 2008) (Reis, 2006) (Martins, 2005) (Cachapuz, Praia, & Jorge, 2004) (Costa, 2000). Consequentemente, a ciência para todos é fortemente defendida nos dias de hoje e, prova disso, é a presença da promoção da literacia científica como uma das grandes finalidades do ensino das ciências (Magalhães & Tenreiro-Vieira, 2006) (Reis, 2006). A promoção da literacia científica é acompanhada pela promoção do movimento
Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS). Este movimento, ao defender que exista uma
maior ressonância entre a escola e a vida quotidiana e que o aluno conheça e valorize a Ciência e a Tecnologia na sua vida, sendo capaz de utilizar essas informações na resolução de questões sociais (Cunha, 2006), promove a promoção da literacia científica.
O professor assume um papel crucial no desenvolvimento de um ensino das ciências focado numa perspetiva CTS e ambicionando a promoção da literacia científica (Cachapuz, Sá-Chaves, & Paixão, 2002) (Cunha, 2006), atua como um facilitador da aprendizagem (Baird, 1995), e estimula a curiosidade e a autonomia dos alunos (Delors, et al., 1996).
3. Raciocínio geológico
Frodeman em Geological reasoning: Geology as an interpretive and historical
science (1995) refere que se assume, muitas vezes, que o raciocínio geológico consiste
apenas num conjunto de regras de ouro, ou, como dito em inglês, “thumb rules”. No entanto, o raciocínio geológico é bem mais complexo. Como defendido por Frodeman
(1995) o raciocínio geológico consiste na combinação de vários procedimentos lógicos. A Geologia é, provavelmente, a área científica que mais se distingue entre as ciências (Simpson, 1963), sendo que do raciocínio fazem parte duas características que justificam a sua distinção entre os outros tipos de raciocínio científico: (1) a sua natureza hermenêutica (interpretativa) (Frodeman, 1995) e (2) o facto de a geologia ser uma ciência histórica (Simpson, 1963) (Frodeman, 1995). Ainda assim, muitos profissionais da área, inclusive professores, têm tendência a encarar a geologia como uma ciência essencialmente física e não histórica (Dodick & Orion, 2003).
O carácter hermenêutico ou interpretativo do raciocínio próprio da Geologia diz respeito à não objetividade fornecida pelas observações em campo; isto é, quando nos encontramos no campo a informação não nos é diretamente fornecida, temos de fazer uma interpretação daquilo que observamos (Frodeman, 1995) (Dodick & Orion, 2003). Para além disso, a forma como encaramos o objeto ou estrutura observada é sempre moldada pelas expetativas, valores e competências do observador. O observador atribui diferente importância a vários aspetos de um afloramento, julgando quais as características ou padrões da rocha que são ou não significantes, consoante o seu backround (Frodeman, 1995). Existem três conceitos básicos da hermenêutica que assumem um papel fundamental no processo de interpretação característico do raciocínio geológico: o raciocínio circular, o prejulgamento e a natureza histórica da compreensão humana (Frodeman, 1995).
O raciocínio circular é característico de situações onde para interpretarmos um todo temos de compreender a parte e, ao mesmo tempo, para interpretarmos a parte, temos de compreender o todo (Frodeman, 1995). Isto é, em Geologia, para interpretarmos um determinado estrato temos de compreender o afloramento no seu todo e a região em que este se insere, e, para interpretarmos um afloramento e a região, temos de compreender os vários estratos em particular (Frodeman, 1995), tal como exposto por Loudon (2003) em Geological reasoning: making sense of making sense:
“Em cada fase do raciocínio, os geocientistas devem examinar atentamente todos os aspetos relevantes do que sabem até então, imaginando uma situação inteira/completa e pensando como as ideias se podem encaixar. A análise de itens isoladamente não proporciona uma compreensão completa, pois o seu significado pode depender do seu lugar, papel e função no sistema como um
todo.”
Do prejulgamento fazem parte outras 3 características: (1) as preconceções (estas incluem a nossa definição inicial do objeto ou estrutura a ser investigada e os critérios que usamos para identificar e determinar a relevância de determinada característica ou padrão), (2) a previsão (aqui inclui-se a ideia que temos do que esperamos obter ou concluir) e, por fim, (3) o fore-having (este conceito diz respeito ao conjunto de práticas que temos antecipadamente, como instrumentos e habilidades culturalmente adquiridos) (Frodeman, 1995).
A natureza histórica da compreensão humana é de facto bastante simples, sendo que diz respeito ao facto de os nossos prejulgamentos terem um efeito durador, ou seja, acompanham-nos sempre e mudá-los ou coloca-los de parte não faz parte da natureza humana. Podendo, deste modo, influenciar o nosso processo de raciocínio. Sendo assim, “a forma como o (…) afloramento é compreendido é sempre função da maneira como sobre ele nos projetamos, com o conjunto de instrumentos disponíveis, mas também com os conceitos, expectativas e valores que connosco transportamos.” (Marques & Praia, 2009, p. 15)
Uma ciência histórica é, segundo Frodeman (1995) definida “pelo papel que a explicação histórica toma no seu trabalho” (p. 964). Ora, em Geologia o objetivo fundamental não é, tal como acontece na química ou na física, a busca e determinação de uma regra fundamental, mas antes fazer uma crónica dos eventos particulares que ocorreram num determinado local, recorrendo, para tal, a um raciocínio por analogia, a método de hipóteses e a indução eliminativa (Frodeman, 1995). Este tipo de raciocínio apresenta-se de extrema dificuldade uma vez que as entidades históricas não permanecem inalteradas ao longo do tempo. (Frodeman, 1995), como é o caso das formações geológicas. A Geologia torna-se única na medida em que os seus objetos de estudo estão em constante transformação, apresentando uma morfologia diferente daquela que apresentou no passado (Simpson, 1963). Sendo assim, no processo de raciocínio elaborado para a interpretação de um objeto de estudo geológico, temos de olhar para os processos que ocorreram no passado e tentar compreender o(s) processo(s) que deram origem ao que observamos (Loudon, 2003). Tal como afirma Simpson (1963), “os processos mais frequentes em ciências históricas não são baseados na observação de ocorrências de eventos causais, mas sim na observação dos resultados. A partir desses resultados é feita uma tentativa de inferir as causas prévias.”
(p. 45).
No entanto, é importante lembrar que o raciocínio geológico também envolve a descrição daquilo que é observado diretamente, podendo, por isso, ser considerado não-histórico pois implica apenas uma descrição do presente. De facto, caso esta descrição das propriedades atuais fosse de natureza histórica, tornar-se-ia impossível a interpretação de qualquer objeto de estudo em Geologia (Simpson, 1963).
Olhando para todas as características acima referidas acerca do raciocínio geológico, é possível notar que o processo a ele inerente poderá ser comparado ao raciocínio que tomamos em diversas situações da nossa vida:
Na nossa vida somos forçados a preencher as lacunas do nosso conhecimento com interpretações e suposições sensatas que esperamos que sejam subsequentemente confirmadas. Assim, a filosofia da hermenêutica e da ciência histórica reflete bem as incertezas e complexidades das nossas vidas.
(Frodeman, 1995, p. 966)
4. Trabalho de Campo
O trabalho de campo está inserido num grande grupo, o trabalho prático (TP). No TP estão incluídas todas as atividades nas quais os alunos envolvem, simultaneamente, o domínio psicomotor, cognitivo e afetivo (Dourado, 2001). Nesta categoria estão incluídos o trabalho de laboratório (TL) e o trabalho de campo (TC), sendo que o TC é realizado ao ar livre onde geralmente os fenómenos ocorrem naturalmente (Dourado, 2001).
Regra geral, o trabalho de campo tem como principais objetivos a recolha de materiais, a utilização, pelos alunos, de instrumentos científicos típicos do TC, o desenvolvimento de um contacto com a natureza que contribui para a consciencialização ambiental dos alunos e a adoção de atitudes positivas face à natureza (Dourado, 2006), e o desenvolvimento ou criação de ”atitudes, procedimentos e conceitos geológicos básicos e essenciais que facilitem a compreensão e interpretação do meio natural” (Bonito & Sousa, 1997, p. 2).
O trabalho de campo, para a Geologia em geral, toma um papel crucial pois “a experimentação e simulação em laboratório, embora sejam componentes importantes em muitas investigações geológicas, nunca substituem as evidências recolhidas em
campo” (Dodick & Orion, 2003, p. 207), e, para além disso, os processos geológicos requerem um grande período de tempo para que ocorram, tornando a observação direta difícil ou impossível (Frodeman, 1995).
Também na aprendizagem da Geologia, os trabalhos de campo desempenham um papel deveras importante, permitindo que os alunos se posicionem “perante o saber teórico e a realidade vigente, desmitificando a ciência e construindo um saber mais próximo do seu quotidiano.” (Scortegagna & Negrão, 2005, p. 37). Desta forma, podemos considerar que o campo é “o contexto de aprendizagem onde o conflito entre o real (o mundo), o exterior e o interior, as ideias, as representações, ocorre em toda a sua intensidade” (Compiani & Carneiro, 1993, p. 91). O TC facilita, assim, a construção de conhecimento abstrato a partir de conceitos concretos, promovendo uma melhor compreensão, e colocando as informações adquiridas na memória de longo prazo (Orion, 1993). Este domínio de trabalho prático favorece, também, o envolvimento mais afetivo dos alunos no processo de aprendizagem, o trabalho cooperativo entre os alunos, a relação entre estes e o professor (Marques & Praia, 2009) e, permite que os alunos tenham um contacto direto com os materiais a estudar (Orion, 1993).
No programa de Biologia e Geologia de 10º Ano, é também salientada a importância que o TC assume no ensino da Geologia, estando incluído nos conteúdos procedimentais e nas sugestões metodológicas do programa:
(…) o trabalho de campo (nas suas múltiplas vertentes) é tão importante: sem ele não é possível definir cabalmente o sistema a estudar, caracterizar a sua arquitectura e extensão no espaço e no tempo, examinar as suas componentes e avaliar as condições de fronteira requeridas pelo seu desenvolvimento/ estabilidade. Assim, toda e qualquer actividade de ensino em Geologia a nível elementar deve privilegiar o desenvolvimento de atitudes de problematização sobre os vários processos que se desenrolam nos diversos sistemas terrestres, visando a compreensão do registo geológico e a aquisição de capacidades de observação/ registo de factos, medição in situ de parâmetros críticos e/ou de resposta a questões específicas suscitadas durante o estudo de exemplos paradigmáticos.
(M.E. Departamento de Ensino Secundário, 2001, p. 125) Face à importância que o trabalho de campo assume no ensino da Geologia torna- se importante esclarecer que o TC não constitui um objetivo em si mesmo (Bonito & Sousa, 1997). O trabalho de campo é, antes, uma estratégia utilizada para
operacionalizar objetivos didáticos previamente definidos, tendo, consequentemente, de estar enquadrado e articulado “com outras atividades, como sejam as de laboratório ou as «comuns» que decorrem na sala de aula.” (Bonito & Sousa, 1997, p. 85). Para que o trabalho de campo, enquanto estratégia, seja aplicado de forma eficiente, é ainda necessário que não surja de forma isolada, desfasado do currículo, mas sim que seja precedido por um conjunto de atividades de preparação de saída de campo (pré-saída), e outro conjunto de atividades que se constituem de análise e síntese da saída (pós- saída) (Moreira, Praia, & S.F., 2002), a saída de campo deverá tomar lugar em estádios iniciais do processo de aprendizagem (Orion, 1993). A preparação da saída de campo é um ponto crucial para o correto desenvolvimento de todo o processo de trabalho de campo (pré-saída, saída e pós-saída) pois quanto mais familiarizados os alunos estiverem com o trabalho e quanto melhor conhecerem a área, mais produtiva será a saída de campo (Orion, 1993). Nesta fase, é essencial ter-se em conta a seleção da área, a elaboração do roteiro e do guião de campo para o aluno, a preparação do material e outros aspetos logísticos, podendo envolver-se os alunos durante esta fase (Galvão, Reis, Freire, & Oliveira, 2006). Durante a saída de campo, os alunos devem ser estimulados a fotografar e a fazer esquemas simples do que observam (Galvão, Reis, Freire, & Oliveira, 2006), fazendo registos individuais e/ou coletivos. De igual importância são, também, as atividades de pós-saída, onde todas as informações recolhidas deverão ser alvo de tratamento e de discussão de forma a que seja promovido o confronto de opiniões acerca das observações realizadas ao longo da saída, tornando possível uma maior reconceptualização dos conhecimentos (Galvão, Reis, Freire, & Oliveira, 2006).
Compiani e Carneiro (1993) propõem que as atividades de campo sejam classificadas de acordo com os objetivos pretendidos durante a sua realização. Um dos tipos apresentado são as atividades de campo investigativas (Compiani & Carneiro, 1993), que permitem aos alunos resolver determinados problemas em campo (Scortegagna & Negrão, 2005). Nas atividades de campo investigativas, o professor toma um papel de orientador que esclarece quaisquer dúvidas que possam surgir aos alunos (Scortegagna & Negrão, 2005). Este tipo de TC é caracterizado por ser centrado no aluno e valorizar os seus conhecimentos prévios (Scortegagna & Negrão, 2005). Esta vertente tem como principais objetivos aproveitar os conhecimentos geológicos prévios, reconhecer fenómenos da natureza, elaborar dúvidas e questões, desenvolver
e exercitar habilidades, estruturar hipóteses/sínteses, criar conhecimento e desenvolver atitudes e valores (Scortegagna & Negrão, 2005).
Mateus (2001) defende que, em níveis elementares, as atividades desenvolvidas no ensino da Geologia devem privilegiar “o desenvolvimento de atitudes de problematização sobre os vários processos que se desenrolam nos diversos sistemas terrestres, visando a compreensão do registo geológico e a aquisição de capacidades de observação/ registo de factos, medição in situ” (Mateus, 2001, p. 125), apontando a promoção das atividades de campo investigativas como uma das possíveis metodologias a ser aplicada para o cumprimento dos objetivos propostos.
5. Atividades Investigativas
“O desenvolvimento e aprimoramento da capacidade de resolução de problemas e das habilidades de processo-científico têm sido objetivos importantes da educação científica.”
(Chang & Taipei, 2002, p. 441)
Encontramo-nos numa sociedade em crescente e rápida evolução a nível científico e tecnológico sendo urgente que os alunos investiguem, questionem, construam conhecimentos e, ganhem autonomia ao longo da aprendizagem, de modo a serem capazes de participar ativamente e de forma fundamentada nas questões emergentes da sociedade (Costa, 2000). Face a este objetivo, as atividades investigativas como estratégia de ensino têm vindo a alcançar uma visibilidade crescente nos currículos escolares (Ponte, 2003), estando esta abordagem, no centro das discussões do ensino das ciências já desde o final do século XX (Sá, Paula, Lima, & Aguiar, 2007).
O ensino por investigação, também designado inquiry, aprendizagem por projetos, questionamentos, ensino por descoberta ou resolução de problemas (Zômpero & Laburú, 2011), inclui a formulação de uma ou várias questões de investigação, o levantamento de hipóteses de resposta, a investigação (como processo), a discussão de resultados e a resposta à questão inicial (Zômpero & Laburú, 2011). No ensino das ciências referimo-nos a esta prática como IBSE (Inquiry Based Science
Education) que estimula o desenvolvimento de competências investigativas e permite
& Baptista, 2016). Na sala de aula, esta abordagem inclui a resolução de problemas, a planificação e a implementação de experiências, a procura de padrões em conjuntos de dados, a realização de observações e inferências, o questionamento, a pesquisa e a testagem de hipóteses (Galvão, Faria, Gonçalves, & Baptista, 2016).
A utilização de atividades investigativas no processo de ensino-aprendizagem requer do aluno uma atividade intelectual mais ativa, opondo-se ao ensino transmissivo, no qual o aluno apresenta atividade intelectual mais passiva, recebendo as informações prontas do professor (Sá, Paula, Lima, & Aguiar, 2007) (Zompero & Laburú, 2010). Tendo, o aluno, um papel intelectual mais ativo na construção de seu conhecimento, é esperado que, aplicando esta metodologia, ele desenvolva uma aprendizagem significativa (Zompero & Laburú, 2010). Para além disto, Bybee & Scotter (2006/2007) defendem que para compreender ciência, os alunos precisam de fazer ciência, através, por exemplo, da investigação de questões, pontos cruciais no que diz respeito ao ensino e aprendizagem das ciências.
Segundo Martins et .al (2007), o processo de trabalho característico deste tipo de atividades deve envolver: (1) a definição de um problema de estudo sugerido pelo professor ou pelos alunos; (2) a clarificação da questão que se pretende investigar, através de pesquisa e, de modo a chegar à formulação de uma questão testável, elaborando-se possíveis hipóteses explicativas; (3) a clarificação do que é preciso fazer para se encontrar uma resposta à ou às questões formuladas, elaborando previsões; (4) a planificação da recolha de dados (os alunos); (5) a organização dos dados por parte dos alunos (registo dos dados) e comparação dos mesmos com as previsões feitas previamente; (6) a elaboração de conclusões que permitam responder à questão-problema; (7) a colocação de novas questões a partir das conclusões obtidas; (8) a apresentação ou comunicação dos resultados obtidos e conclusões alcançadas.
O grau de abertura (fechado ou aberto) de uma atividade investigativa pode variar e dele dependem os objetivos de aprendizagem (Martins, et al., 2007). O grau de abertura pode definir-se relativamente a quatro dimensões (Caamaño, 2003):
Definição do problema/questão-problema para estudo (estudo prescritivo ou exploratório);
