Aplicação da aprendizagem cooperativa no ensino das ciências: casos práticos no 9.º e 10.º ano de escolaridade

UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO

APLICAÇÃO DA APRENDIZAGEM

COOPERATIVA NO ENSINO DAS CIÊNCIAS

– casos práticos no 9º e 10º ano de escolaridade –

Dissertação de Mestrado em Ensino de Biologia e Geologia no 3º ciclo do

Ensino Básico e no Ensino Secundário

Pedro Rafael Rodrigues Magalhães

Orientação: Professora Doutora Ana Alencoão

Dissertação de Mestrado apresentada à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, elaborada com objetivo de obtenção do grau de Mestre em Ensino de Biologia e Geologia no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário (em conformidade com o Decreto-lei nº 74/2006 de 24 de Março)

VI

AGRADECIMENTOS

Com a conclusão deste trabalho, gostaria de presentear, com um muito obrigado, todos aqueles que contribuíram de forma positiva ao longo de mais uma etapa que iniciou com o ingresso no ensino superior e termina agora com a realização deste trabalho.

Primeiramente os meus agradecimentos mais profundos à minha orientadora, a professora Doutora Ana Alencoão pela insistência, carinho, atenção pessoal, dedicação, persistência e palavras de motivação ao longo de todo o tempo de realização do trabalho, a esta grande senhora um grande e muito obrigado.

Agradeço à professora cooperante da Escola Secundária S. Pedro em Vila Real onde foi realizado o estágio, a professora Doutora Cândida Ferreira pela atenção, preocupação e pelo que me ensinou ao longo da prática educativa.

Aos meus pais, São e Batista, por todo o apoio, carinho, amor, confiança e orgulho, sem eles nada disto seria possível; aos meus irmãos, Marco e Diogo, por estarem sempre presentes ao longo deste percurso ajudando a ultrapassar todos os obstáculos que apareceram; aos meus avós, tias (em especial à Zéza e à Gloria) e tios, primos e primas onde todos caminharam comigo e contribuíram de maneira especial e incondicional para que conquistasse o que tanto desejava.

Aos meus companheiros de percurso Liliane Morgado, Rui Teixeira, Ruben Oliveira-Freitas, Catarina Soares, Daniel Soares e Bruno por todos os momentos de apoio, companheirismo, brincadeiras hilariantes e jamais inesquecíveis, tornando esta caminhada mais fácil.

Agradeço aos meus “manos” de coração Beto e Mó, pelo apoio incondicional a toda a hora, em todo o momento, sempre presentes em todas as alturas, ajudando-me, nas piores fases desta etapa, a levantar a cabeça e continuar em frente, nunca me deixando desistir desta caminhada; e um pequeno obrigado à pequena Sofia que nesta fase final coloriu bastante a minha vida com tantos sorrisos e gargalhadas.

À equipa de trabalho Pans and Company de Vila Real, Ana Teixeira, Carla Lourenço, Daniela Gonçalves, Elói Gonçalves, Mónica e Sónia Gonçalves, pela ajuda incansável, pela partilha de grandes momentos, pela força, apoio e parceria insistindo que a meta seria possível, muito obrigado pois a meta foi possível. Um agradecimento especial à Ana Teixeira, também companheira de casa. por me ter feito companhia enquanto realizava este trabalho, pela batalha em me motivar a terminar esta fase. Á

VII

Sónia Gonçalves por sempre me ajudar, principalmente na conciliação do horário de trabalho com o horário da escola e realização desta dissertação.

Ao Fábio Gonçalves pela amizade e força que me tem dado um obrigado de coração.

Ao Rafael Sousa por tudo, pela companhia e apoio, pela sua simpatia, carinho, simplesmente por ser quem é e como é.

Agradeço também de forma muito carinhosa e com muitas saudades do grupo de teatro TUTRA (Teatro Universitário Trás-os-Montes e Alto Douro), pelos bons momentos passados e por fazerem-me encontrar e afirmar tal como sou hoje.

Agradeço a todos os demais, funcionários e professores da universidade, da escola, funcionários e colegas da empresa Ibersol, pessoas que foram surgindo de forma passageira, por simplesmente fazerem parte do meu percurso, e mostrando que a vida é algo mágico, cheia de surpresas e mistérios.

VIII

RESUMO

Este trabalho com base no estágio pedagógico na Escola Secundária de S. Pedro em Vila Real no ano letivo 2010/2011 visa uma reflexão sobre a prática exercida no Ensino das Ciências Naturais no 9º ano e no Ensino da Biologia e Geologia no 10º ano de escolaridade.

Apresenta uma fundamentação teórica sobre os métodos e estratégias utilizadas nas unidades curriculares dos respetivos níveis de escolaridade, dos quais foram selecionados a “Vulcanologia” do secundário e “Coordenação do Organismo – Sistema Neuro-Hormonal” do básico. Estas duas unidades curriculares apresentam neste trabalho uma revisão científica, bem como as planificações referentes ao processo de ensino-aprendizagem.

As unidades foram planificadas segundo a aprendizagem cooperativa com aplicação de diversas estratégias e recursos didáticos, alguns dos quais apresentaram limitações em consequência da falta de conhecimento dos alunos ou pela morosa execução. Outras estratégias, já mais conhecidas, foram um apoio complementar ao longo da lecionação como os PowerPoints, a exibição de filmes editados, o questionamento e a realização de fichas de trabalho.

A aplicação da aprendizagem cooperativa em contexto de sala de aula foi notável na motivação e interesse dos alunos, visivelmente notáveis nos resultados finais, tendo as competências atitudinais, cognitivas e procedimentais sido desenvolvidas e os objetivos inicialmente propostos pelo professor atingidos.

IX

ABSTRACT

This work is based on the educational internship at school S. Pedro in Vila Real, in the academic year 2010/2011, and it aims to reflect on the practice exercised in the mashing of Natural Science in the 9th grade and Biology and Geology in 10th grade.

It presents a theoretical basis about the methods and strategies used in the curricular units and their respective educational levels, of which were selected “Volcanology” from secondary level and “Body Coordination Neuro-Hormonal System” from primary level. These two curricular units as well as lesson plans referred to the teaching-learning process, have a scientific review on this work.

The units were planned according to cooperative learning, by applying various strategies a teaching resources, but some of them a limitations, due to the lack of students knowledge or the length execution of the process. Other strategies, better known were a supplementary support through the teaching, such as Power Points, edited movies, filling out forms and worksheets fulfillment.

The implementation of cooperative learning in the context of the classroom was remarkable in the students motivation and interest, proved by their final results, acing attitudinal, cognitive and procedural skills, originally proposed by the teacher, were developed and their purposes were achieved.

X

INDÍCE GERAL

CAPÍTULO I – APRESENTAÇÃO DO ESTUDO

1.1. INTRODUÇÃO

1.2. CONTEXTUALIZAÇÃO DO ESTUDO

1.3. PROBLEMÁTICA EM ESTUDO

1.4. OBJETIVOS DO ESTUDO

1.5. LIMITAÇÕES AO ESTUDO

1.6. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

CAPÍTULO II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. COORDENAÇÃO DO ORGANISMO

2.1.1. SISTEMA NERVOSO

2.1.1.1. Sistema Nervoso Central

2.1.1.1.1. Encéfalo ... 12

2.1.1.1.2. Medula Espinal ... 16

2.1.1.2. Sistema Nervoso Periférico

2.1.1.3. Células do Sistema Nervoso

2.1.1.3.1. Tipos de Neurónios ... 20

2.1.1.3.2. Células Acompanhantes ou Suporte ... 20

2.1.1.4. Impulso Nervoso e Sinapse

2.1.1.4.1. Neurotransmissores ... 23

2.1.1.5. Atos Voluntários e Atos Involuntários

XI

2.1.2.1. Hormonas: Os Coordenadores Químicos

2.1.2.1.1. Funções Hormonais ... 26

2.1.2.1.2. Funcionamento dos Hormonas ... 27

2.1.2.2. Principais Glândulas Endócrinas, suas Hormonas e os seus

Efeitos Fisiológicos

2.2. VULCANISMO

2.2.1. CLASSIFICAÇÃO DAS ERUPÇÕES VULCÂNICAS

2.2.2. PRODUTOS VULCÂNICOS

2.2.2.1. Escoadas lávicas

2.2.2.2.Piroclastos

2.2.3. PAISAGENS VULCÂNICAS

2.2.4. VULCANISMO ATENUADO

2.3. APRENDIZAGEM COOPERATIVA

2.3.1. APRENDIZAGEM COOPERATIVA E CONSTRUTIVISMO

2.3.1.1. Instrumentos Construtivistas

2.3.1.1.1. Mapas Conceptuais de Novak ... 46

2.3.1.1.2. Vês do Conhecimento ... 46

2.3.2. CARATERÍSTICAS DA APRENDIZAGEM COOPERATIVA

2.3.2.1. Interdependência Positiva

XII

2.3.2.2. Responsabilidade Individual e de Grupo

2.3.2.3. Interação Face a Face

2.3.2.4. Relação Interpessoal

2.3.2.5. Avaliação de Grupo

2.3.3. MÉTODOS DA APRENDIZAGEM COOPERATIVA

2.3.3.1. “Pensar-Formar Pares-Partilhar”

2.3.3.2. “Verificação em Pares”

2.3.3.3. “O Telefone”

2.3.3.4. Cabeças Numeradas Juntas

2.3.4. GRUPOS DE APRENDIZAGEM

2.3.4.1. Grupos de Aprendizagem Cooperativa

2.3.4.2. Características dos Grupos

2.3.4.2.1. Homogeneidade/Heterogeneidade ... 59

2.3.4.2.2. Dimensão do Grupo ... 60

2.3.4.2.3. Distribuição dos Alunos em Grupo ... 60

2.3.4.2.4. Duração do Grupo ... 61

2.3.4.3. Papéis dentro do Grupo Cooperativo

2.3.4.3.1. Tipos de Papéis ... 62

2.3.5. ESCOLA E APRENDIZAGEM COOPERATIVA

2.3.5.1. Implementação da Aprendizagem Cooperativa

2.3.5.2. Papel do Professor

2.3.6. BENEFÍCIOS DA APRENDIZAGEM COOPERATIVA

2.3.7. RISCOS OU DESVANTAGENS DA APRENDIZAGEM

COOPERATIVA

XIII

CAPÍTULO III – PRÁTICA PEDAGÓGICA

3.1. REFLEXÃO SOBRE A PRÁTICA PEDAGÓGICA

CAPÍTULO IV – CONSIDERAÇÕES FINAIS

4.1. CONCLUSÕES

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

Anexo I – Planificação Secundário ... 89 Anexo II – Planificação Básico ... 149

XIV

INDÍCE TABELAS

Tabela 1 – Objetivos e aplicação do método “Pensar- Formar Pares-Partilhar” ... 52

Tabela 2 – Comparação da “Verificação em Pares” com a Verificação Tradicional ... 53

Tabela 3 – Objetivos e aplicação do método “Verificação em Pares” ... 54

Tabela 4 – Objetivos e aplicação do método “O Telefone” ... 56

Tabela 5 – Objetivos e Aplicação do método “Cabeças Numeradas Juntas” ... 57

Tabela 6 – Ficha distribuída pelos grupos onde cada aluno toma conhecimento dos papéis e funções a exercer ... 64

XV

ÍNDICE FIGURAS

Figura 1 – Constituintes de um neurónio ... 19

Figura 2 – Sentido da transmissão da informação nervosa ... 21

Figura 3 – Comunicação entre dois neurónios associados ... 23

Figura 4 – Arco reflexo, diagrama simplificado ... 25

Figura 5 – Principais glândulas endócrinas, localização no organismo ... 28

Figura 6 – Esquema representativo do modelo eruptivo do vulcão oceânico da Serreta33 Figura 7 – Lavas encordoadas ou pahoehoe ... 34

Figura 8 – Lava escoriáceas ou aa ... 35

Figura 9 – Escoada em blocos ... 35

Figura 10 – Pillow lavas ou lavas em almofada ... 40

Figura 11 – Evolução esquemática de uma caldeira por abatimento do cone vulcânico41 Figura 12 – Fontes hidrotermais, descobertas nos Açores ... 42

Figura 13 – Forma e estrutura do Vê de conhecimento... 47

Figura 14 – Componentes essenciais da Aprendizagem Cooperativa ... 48

Figura 15 – Folha para “Verificação em Pares” ... 55

XVI

ÍNDICE ANEXOS CD

Vulcanologia

ANEXO 1 - Ficha Diagnóstico

ANEXO 2 – Grelha de Avaliação (Competências Atutidinais) ANEXO 3 – Grelha de Avaliação (Competências Procedimentais) ANEXO 4 – Grelha de Avaliação (Trabalho de Grupo)

ANEXO 5 – Auto-Avaliação Trabalho de Grupo ANEXO 6 – Grelha Trabalho Individual

ANEXO 7 – Gelha T.P.C. ANEXO 8 – Ficha de Avaliação

ANEXO 9 – Protocolo de Simulação de uma Caldeira Vulcânica ANEXO 10 – Protocolo de Simulação do Tipo de Erupções Vulcânicas

ANEXO 11 – Métodos Directos e Indirectos para o Estudo do Interior da Geosfera ANEXO 12 – Ficha de Trabalho (Métodos Directos e Indirectos)

ANEXO 13 – Atividade 1 ( Que dados podem fornecer as sondagens) ANEXO 14 – Astrogeologia e Planetologia

ANEXO 15 – Atividade 2 (Que podem revelar as anomalias gravimétricas sobre o interior da terra)

ANEXO 16 – Densidade

ANEXO 17 – Atividade 3 (Qual o contributo do magnetismo terrestre para a hipótese de expansão dos fundos oceânicos)

ANEXO 18 – Ficha de Trabalho sobre Geomagnetismo ANEXO 19 – Geotermismo

ANEXO 20 – Variação do fluxo térmico em alguns locais da superfície terrestre

ANEXO 21 – Atividade 4 (Como varia a temperatura da terra com o aumento da profundidade)

ANEXO 22 – Sismologia

ANEXO 23a – Caderno de Campo

ANEXO 23b – Caderno de Campo (Proposta de Correção) ANEXO 24 – Ficha Final do Capítulo

ANEXO 25 – Mapa de conceitos (Contributos da Geofísica para o Conhecimento do Interior da Terra)

XVII ANEXO 26 – “Filme” Terra, O Poder do Planeta ANEXO 27 – Guião filme Vulcanismo

ANEXO 28 – Ficha de Trabalho – O Telefone ANEXO 29a – Tipos de Vulcanismo e Caldeira

ANEXO 29b – “Filme” Formação de Caldeira Vulcânica ANEXO 30 – Ficha Formativa – O Telefone

ANEXO 31 – Atividade 5 (Como funciona um aparelho vulcânico) ANEXO 32 – Classificação dos Magmas

ANEXO 33 – Paisagens Vulcânicas

ANEXO 34 – Classificação da Atividade Vulcânica ANEXO 35 – Tipo de Piroclastos

ANEXO 36 – Atividade 6 (Como se manifestam os vulcões durante uma erupção) ANEXO 37 – Tabela comparativa (Tipo de Magmas - Tipo de Erupções - Materiais Expelidos)

ANEXO 38a – Vulcanismo Secundário ANEXO 38b – “Filme” Fontes Hidrotermais

ANEXO 39 – Protocolo de Simulação de um Géiser ANEXO 40a – Vulcanismo e Tectónica de Placas

ANEXO 40b – “Filme” Vulcanismo de Subducção e sua Violência

ANEXO 41 – Atividade 7 (que relação pode estabelecer-se entre a distribuição dos vulcões e a tectónica de placas)

ANEXO 42 – Vulcanismo Intraplaca

ANEXO 43 – Atividade 8 (como interpretar a cadeia de ilhas e de montes desde a ilha do Hawai até às ilhas Aleutas)

ANEXO 44 – Prevenção e Perigos da Atividade Vulcânica ANEXO 45 – Previsão, Riscos e Benefícios de Vulcões ANEXO 46 – Vulcanismo em Portugal

ANEXO 47 – Ficha de Trabalho sobre fontes hidrotermais nos Açores ANEXO 48 – Ficha de trabalho (Fontes Hidrotermais)

ANEXO 49 – Ficha de Auto-Avaliação

XVIII

Coordenação do Organismo – Sistema Neuro-Hormonal

ANEXO 2 – Ficha Diagnóstica

ANEXO 3 – Sistema Neuro-Hormonal (exercicios do final do capítulo do manual) ANEXO 4 – Grelha de Avaliação (Competências Atitudinais)

ANEXO 5 – Grelha de Avaliação (Competências Procedimentais) ANEXO 6 – Grelha de Avaliação (Competências Cognitivas) ANEXO 7 – Grelha de Registo (Trabalho de Casa)

ANEXO 8.1. – Auto-Avaliação Trabalho de Grupo ANEXO 8.2. – Grelha de Avaliação (Trabalho de Grupo) ANEXO 9 – Ficha de Avaliação Individual

ANEXO 10 – Como é formado o Sistema Neuro-Hormonal ANEXO 11 – Esquemas de recetores sensoriais e orgãos efetores

ANEXO 12 – Atividade 1 (Como reage o organismo a estímulos do meio) ANEXO 13 – Sistema Nervoso (Central e Periférico)

ANEXO 14 – Sistema Nervoso (esquema quadro)

ANEXO 15 – Sistema Nervoso Periférico (tabela e imagens da página 91 do manual) ANEXO 16 – Protocolo Auxiliar da Atividade 2 (Como podem ser distinguidos recetores sernsoriais na pele)

ANEXO 17 – Atividade 2 (Como podem ser distinguidos recetores sensoriais na pele) ANEXO 18 – Transmissão e Elaboração de uma resposta a um dado Estímulo

ANEXO 19 – Exercícios (Esquemas de transmissão nervosa e elaboração de uma resposta a um determiado estimulo)

ANEXO 20 – Constituição do Sistema Nervoso Periférico (esquema)

ANEXO 21 – Atividade 4 (Como se efetua a transmissão das mensagens nervosas) ANEXO 22 - Diferentes Zonas Do Córtex Cerebral

ANEXO 23 - Córtex Cerebral e Funções (esquema)

ANEXO 24 - Atividade 5 (Como se pode detetar a atividade do cérebro)

ANEXO 25 - ANEXO 25 - Atividade Prática (Dissecação de um encéfalo de mamífero) ANEXO 26 – Atividade 3 (Qual a constituição do encéfalo)

ANEXO 27 – Influxo Nervoso e Sinapse ANEXO 28 – Sistema Nervoso e Drogas ANEXO 29 – Ato Reflexo

XIX ANEXO 30 – Arco Reflexo

ANEXO 31 – Atividade 6 (Que estruturas intervêm num ato reflexo) ANEXO 32 – Sistema Hormonal (Imagem da página 100 do manual) ANEXO 33 – Sistema Hormonal (mapa de conceitos)

ANEXO 34 – Atividade 7 (como atuam as hormonas)

“Escolhe um trabalho de que gostes, e não terás que trabalhar nem um dia na tua vida”

Confúcio

“A essência do conhecimento consiste em aplicá-lo, uma vez possuído”

3

1.1. INTRODUÇÃO

As sociedades foram sofrendo alterações ao longo dos tempos e com elas a mudança de valores e práticas. Estas mudanças são moldadas muito pelas formações e currículos escolares que, de certa forma, são influenciados pela própria sociedade vigente. A escola continua com grande importância na formação das pessoas, mas com uma diferença, agora não é apenas uma instituição passiva e transmissora de conhecimento, pois tem um papel fundamental na criação de indivíduos capacitados para agirem, questionarem, criticarem e se desenvolverem na sociedade e no mundo do trabalho, não se deixando apagar no meio de teorias pré-existentes. Isto porque o Homem é um ser social que vive dos, para e com os outros.

As escolas são a base da nossa sociedade ao mesmo tempo que são as responsáveis por uma atuação conforme as necessidades do meio, sofrendo diversas reformas curriculares propostas pelas diversas políticas do nosso país.

A sala de aula cooperativa é construída desde a primeira aula pelo professor que deve criar um ambiente de conhecimento mútuo entre todos os elementos presentas na sala para assim ganharem interesse em interagir uns com os outros. Aí começa o verdadeiro papel do docente como mediador e orientador na aplicação de métodos e estratégias de forma a promoverem o desenvolvimento de competências nos alunos, tendo em atenção os mais diversos percursos que cada um apresenta, deixando-os prontos a agir de forma determinada com sabedoria. Só assim vamos ao encontro das competências a desenvolver nos alunos, exigidas pelo Ministério da Educação, nomeadamente o saber ciência e o saber fazer que visam uma educação para a cidadania.

A sociedade cada vez mais exige indivíduos com elevadas capacidades e vontade de aprender sempre mais ao longo da vida, onde a capacidade de comunicação é fundamental. Para isso o professor deve ter o conhecimento das teorias aplicadas e a sua influência no processo de ensino-aprendizagem, estando consciente que o futuro parte principalmente das ações praticadas em contexto de sala de aula.

Para os professores em início de carreira, como é o caso, é necessário terem conhecimento de diversas teorias, estratégias e recursos que possam motivar e cativar o aluno a envolver-se no ambiente escolar obtendo um feedback positivo.

4

O estágio, bem como o estudo efetuado, permite-nos ter acesso a um ensino ainda muito tradicional, contrariamente ao defendido pelo currículo nacional, o que aumenta o insucesso escolar dos alunos quer a nível cognitivo, quer a nível atitudinal e procedimental. Para o combate eficaz a esse insucesso devemos agir segundo alguns métodos, nomeadamente cooperativistas, que apresentam inúmeras vantagens na sua aplicação e no desenvolvimento de competências dos alunos.

1.2. CONTEXTUALIZAÇÃO DO ESTUDO

Cada vez mais a necessidade atual da nossa sociedade exige indivíduos que embora sejam cultos, com capacidades elevadas numa determinada área, sejam fundamentalmente versáteis, ativos e com capacidade cooperante em qualquer trabalho. Desta forma, o professor tem um importante papel no desenvolvimento destas competências, combatendo o baixo rendimento escolar. Assim, o professor deve estudar os alunos detetando quais as capacidades e limites de cada um individualmente, podendo trabalhar no sentido de motivar, criar interesse e curiosidade nos alunos de forma ativa, tornando-os independentes na busca do conhecimento que lhes permite atingir metas e objetivos autopropostos.

O ensino, há algum tempo atrás, baseava-se apenas em adquirir informação de forma passiva por parte dos alunos, não sabendo qual o objetivo e a aplicabilidade de muito desse conhecimento no seu dia-a-dia e futuro profissional. Atualmente os métodos e estratégias de ensino para além de mostrarem a aplicabilidade de muita dessa informação, permitem aos alunos construir o seu próprio conhecimento de forma mais motivadora numa busca incansável de querer saber mais, ao mesmo tempo que desenvolvem competências atitudinais e procedimentais preparando-os para a vida em sociedade.

Foi neste âmbito que foi desenvolvido a estágio pedagógico no ano letivo de 2010/2011 na escola de S. Pedro em Vila Real, com a orientação da professora Cândida Ferreira e a ajuda da companheira e colega de estágio Nádia Machado. A prática pedagógica foi realizada numa turma do ensino básico e outra do ensino secundário, 9º ano e 10º ano respetivamente, sendo estas duas turmas o objeto de estudo da prática pedagógica retratada neste trabalho.

5

1.3. PROBLEMÁTICA EM ESTUDO

Que estratégias, métodos e recursos os professores de ciências podem usufruir e aplicar nos níveis de ensino básico e secundário, de forma a desenvolverem competências nos alunos de acordo com as exigidas pelo Ministério da Educação?

Quais as implicações da aprendizagem cooperativa no desenvolvimento dos alunos quer a nivel cognitivo, quer a nivel das competências exigidas?

1.4. OBJETIVOS DO ESTUDO

O presente trabalho com caráter dissertativo tem como objetivos:  Retratar a prática do ensino na sala de aula;

 Conhecer diferentes modelos de ensino e as suas implicações no processo de ensino-aprendizagem;

 Fundamentar teoricamente a prática de acordo com modelos, estratégias e recursos de ensino aplicados no estágio pedagógico;

 Elaborar planificações nas diferentes temáticas com objetivos, estratégias e recursos a aplicar de forma a fomentar o desenvolvimento de competências nos alunos e no docente;

 Refletir sobre toda a prática do estágio pedagógico relativamente ao processo de aprendizagem;

 Sugerir estratégias e recursos e a forma de aplicação para o ensino das ciências;  Concluir quais as necessidades de uma aprendizagem eficiente e eficaz, tendo

em conta diversos fatores, por parte dos alunos;

 Aplicar a aprendizagem cooperativa em contexto de sala de aula;

 Analisar o efeito da aprendizagem cooperativa no desenvolvimenbto dos alunos;  Concluir quais os benefícios e as desvantagens na aplicação da aprendizagem

cooperativa na sala de aula.

1.5. LIMITAÇÕES AO ESTUDO

A nível da prática docente na escola verificaram-se algumas limitações. A maior deve-se à aplicabilidade da aprendizagem cooperativa em contexto de sala de aula, quer por parte do estagiário que apesar de dominar minimamente este método a nível teórico,

6

na prática é confrontado com temáticas muito variadas e com turmas de características diversificadas, quer por parte dos currículos extensos que não permitem muita flexibilidade de tempo para conjugar uma aprendizagem cooperativa sucessiva e gradual com a imensa matéria curricular.

Outra limitação bastante preocupante deve-se à falta de conhecimento destes métodos por parte dos alunos que ainda continuam, quase que exclusivamente, a receber um ensino tradicional onde o professor debita a matéria e o aluno recebe a informação e trabalha de forma individualista. Isto tem como consequência que a aplicação da aprendizagem cooperativa seja mais morosa uma vez que se tem de explicar e dar a conhecer outra forma de aprender.

1.6. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

O presente relatório apresenta-se dividido em quatro capítulos: (I) introdução, onde se faz uma contextualização do estudo, estão definidos os objetivos, quais as limitações do estudo e a organização do presente trabalho; (II) revisão bibliográfica, que se divide em três partes: aprendizagem cooperativa, onde se define o que é a aprendizagem cooperativa, as vantagens e desvantagens, e as estratégias que foram utilizadas no decorrer da estágio pedagógico; as outras partes referem-se aos conteúdos lecionados no ramo da biologia a nível do Ensino básico a “Coordenação do Organismo – Sistema Neuro-Hormonal” e no ramo da geologia a nível do Ensino secundário a “Vulcanologia”; (III) prática pedagógica que na generalidade é a reflexão sobre o estudo e essencialmente a aplicação das estratégias e métodos na sala de aula no decorrer do ano letivo; (IV) conclusões quer do trabalho, quer da prática educativa realizada.

Por fim, está presente a bibliografia utilizada na realização deste trabalho e os anexos das planificações relativas aos temas para os quais foi feita a revisão bibliográfica. Os materiais de apoio, referenciados como anexos nas planificações, estão gravados em CD associado a este trabalho.

“A cultura está acima da diferença da condição social”

Confúcio

“A educação visa melhorar a natureza do homem o que nem sempre é aceite pelo interessado”

9

2.1.

COORDENAÇÃO DO ORGANISMO – SISTEMA NEURO

HORMONAL

Segundo Clark et al. (1991), o corpo humano pode ser descrito de várias formas, mas nenhuma descrição é a mais adequada para o descrever por completo, uma vez que este apresenta uma versatilidade surpreendente. Como humanos, pensamos, movemo-nos, respiramos, alimentamo-movemo-nos, etc., e para entender estes processos é necessário conhecê-los e assim valorizar a nossa condição de seres especiais.

O mesmo autor fala na existência de dois sistemas fundamentais na coordenação e manutenção de todos os órgãos e tecidos, na execução adequada das suas funções. Um dos sistemas é o sistema endócrino que regula, através dos seus mensageiros químicos, alguns processos fisiológicos como por exemplo a reprodução. O outro sistema é o sistema nervoso que é comandado pelo cérebro e conduz a mensagem nervosa por todo o corpo controlando músculos e glândulas. O cérebro é o órgão mais importante neste sistema pois a maioria das informações é transmitida diretamente a este através dos órgãos dos sentidos que nos permitem conhecer o meio onde nos inserimos.

2.1.1.

SISTEMA NERVOSO

Segundo Winston (2005) o corpo humano encontra-se sempre em atividade, mesmo durante o sono.

A vida só se torna possível devido a uma série de processos inconscientes ou involuntários, como por exemplo o bater do coração, e processos voluntários ou conscientes, de acordo com o meio em que nos encontramos inseridos, nomeadamente reagir a determinadas situações.

O sistema nervoso é uma complexa e sofisticada rede que se encontra em todo o corpo, recolhendo informação e transmitindo ordens de forma a estimular os músculos e órgãos para entrar em ação. Por ser tão complexo, não se sabe tudo sobre este sistema, mas já existe informação suficiente para uma melhor compreensão do controlo que tem sobre o nosso organismo. De forma geral o órgão mais importante é o cérebro, que implica memórias, tomadas de decisão, etc. enquanto o restante do sistema apenas transmite informações sensoriais para o cérebro e destes leva uma ordem a fim de

10

controlar o organismo, quer por movimentos, quer por reação ao interior do mesmo (Clark et. al., 1991).

Segundo Burnie (1995) é desta forma que o sistema nervoso coordena todos os órgãos entre si, para que as diferentes partes do corpo não entrem em conflito, mas funcionem e reajam como um todo.

Para Clark et. al. (1991) os nervos não são um único sistema, mas sim vários sistemas interligados, diferenciados pela separação física ou pelas funções que exercem.

Apesar de uma única rede, o sistema nervoso apresenta-se subordinado em 3 partes anatómicas e funcionais: o sistema nervoso central (SNC), que coordena o corpo; o sistema nervoso periférico (SNP), que transporta a informação entre o corpo e o cérebro através de impulsos nervosos e por fim o sistema nervoso autónomo (SNA), que funciona de forma independente e de forma involuntária no controlo das funções mais básicas como por exemplo o batimento cardíaco e a temperatura corporal (Aldridge, 2009).

2.1.1.1. Sistema Nervoso Central

Segundo Burnie (1995), o sistema nervoso central do organismo humano é composto pelo encéfalo e pela espinal medula apresentando ambos um sistema de proteção e alimentação e cuja função, segundo Oliveira (1998), é processar sinais nervosos e emitir uma mensagem.

 Sistema de Proteção

Segundo Aldridge (2009), o sistema nervoso central tem vários mecanismos de defesa para evitar lesões. O crânio é uma estrutura óssea que funciona como uma caixa que encerra o encéfalo e o protege absorvendo o choque dos impactos, enquanto a medula espinal, segundo Burnie (1995), é envolvida e protegida pelas estruturas ósseas designadas de vertebras. Este mesmo autor refere a presença de três membranas que envolvem o encéfalo e a medula espinal no interior da estrutura óssea. Estas membranas designam-se por meninges. A membrana externa é a dura-máter que forma um tecido

11

fibroso e bastante resistente. A meninge intermédia é a aracnóide que se parece com uma teia de aranha bastante delicada, enquanto a membrana interna, a pia-máter, se encontra em contacto direto com o encéfalo e a espinal medula e é percorrida por numerosos vasos sanguíneos. Para além dos dois tipos de proteção anteriormente referidos, temos uma terceira forma de proteção através do líquido cefalorraquidiano. Este líquido é transparente, e para além de amortecer as pancadas serve de veículo de transporte de alimento - proteínas e glicose – (Aldridge, 2009) a determinadas células bem como de resíduos para eliminação. Circula num espaço designado de subaracnoídeo, ou seja, entre a membrana pia-máter e a membrana aracnóide.

De acordo com Aldridge (2009), o líquido é impelido pela pulsação das artérias cerebrais através de ventrículos onde é produzido e renovado cerca de quatro a cinco vezes diariamente. Burnie (1995) enumera a existência de quatro ventrículos no interior do encéfalo, que comunicam entre si, sendo dois laterais, um em cada hemisfério cerebral, um terceiro localizado no diencéfalo e o quarto um pouco mais abaixo do anterior.

 “Sistema” de Alimentação

O encéfalo para desempenhar as suas funções necessita incessantemente de energia (Winston, 2005). Esta energia é produzida através do oxigénio e da glicose que é o único combustível para o encéfalo, sendo ambos retirados da corrente sanguínea (Aldridge, 2009). O cérebro embora pequeno requer um total de 20% da glicose (120g, cerca de 420Kcal) consumida diariamente, o que torna o órgão mais faminto do nosso organismo. Como é um órgão que não consegue armazenar o seu alimento necessita de o ter sempre disponível para que não ocorram lesões.

Esta disponibilidade é possível porque cerca de um quinto do sangue oxigenado vai para os tecidos cerebrais através de uma vasta rede de vasos sanguíneos conhecida como círculo de Willis, em que os capilares apresentam uma barreira cérebro-sangue que controla o fluxo sanguíneo e impedem a entrada de agentes nocivos, como vírus que podem afetar os tecidos cerebrais (Burnie, 1995).

12 2.1.1.1.1. Encéfalo

O encéfalo é o computador central do corpo que controla todos os pensamentos e movimentos. É a este que chega a informação proveniente de todo o corpo através dos nervos sensoriais, sendo aqui assimilada e processada. Após gerada uma resposta esta é enviada para os órgãos efetores através dos nervos motores (Clark et al., 1991).

Para o mesmo autor, a principal fonte de informação são as experiências feitas em animais com a mesma estrutura encefálica básica, nomeadamente mamíferos como gatos e macacos. Contudo os cientistas têm de ter a plena consciência que o maior desenvolvimento do encéfalo torna-nos, não simples animais, mas animais racionais.

Burnie (1995) considera o encéfalo como um dos maiores órgãos do corpo humano, constituído por milhares de milhões de neurónios que apenas se multiplicam na fase embrionária ou pós-natal e que posteriormente apenas aumentam de tamanho. No encéfalo podem-se verificar dois tipos de substâncias que Clark et al. (1991) designam de substância branca e substância cinzenta, sendo esta última exterior, envolvendo e encerrando no seu interior a substância branca. A existência destas substâncias está relacionada com as células nervosas ou neurónios, em que a substância cinzenta é constituída por corpos celulares e a substância branca por axónios ou fibras devido ao seu revestimento por mielina.

Para Oliveira (1998) o encéfalo é formado por três partes essenciais: o tronco cerebral, o cerebelo e o cérebro.

 Tronco Cerebral

O tronco cerebral é o ponto de união entre o cérebro e a medula espinal, constituído por um conjunto de cordões de direção longitudinal. Este divide-se em duas partes: bolbo raquidiano e protuberância (Oliveira, 1998).

 Bolbo raquidiano

O bolbo raquidiano, também denominado por medula oblongada, é formado pelas mesmas substâncias e sulcos que a espinal medula e apresenta decussação das

13

pirâmides, fenómeno que consiste no cruzamento dos cordões medulares anteriores e posteriores (Oliveira, 1998). Segundo Clark et. al. (1991) este cruzamento vai formar um ponto denominado de quiasma e faz com que o lado esquerdo do cérebro controle o lado direito do corpo e vice-versa.

A decussação das pirâmides tem como consequência a pouca nitidez da delimitação entre as substâncias cinzenta e branca, pelo que, a substância cinzenta fica dividida em pequenos nódulos denominados de núcleos que dão origem a nervos cranianos, nervos de Goll e nervos de Burdach. Tendo em conta a estrutura interna, nomeadamente a existência de núcleos, Burnie (1995) caracteriza esta formação como reticulada. De acordo com Aldridge (2009) estes núcleos são os centros de supervisão e controlo respiratório, cardíaco e vasomotor entre outros.

 Protuberância

Esta protuberância anelar também conhecida por ponte do varólio, é um órgão que rodeia o bolbo raquidiano, permitindo a sua comunicação com o cérebro e o cerebelo. Para além de ser constituída por fibras dispostas longitudinal e lateralmente, apresenta a mesma forma reticular que o bolbo raquidiano, em que os núcleos dão também origem a nervos cranianos (Oliveira, 1998).

 Cérebro

O cérebro é a parte mais volumosa e importante do encéfalo. Este encontra-se dividido em duas porções denominadas por hemisféricos cerebrais, um direito e outro esquerdo, separados pela fenda inter-hemisférica profunda, no entanto unidos entre si através de uma substância branca, conhecida como corpo caloso. Internamente o cérebro apresenta ventrículos por onde circula o líquido cefalorraquidiano e aglomerações de substância cinzenta denominadas de núcleos cerebrais, sendo os mais importantes o núcleo amigdalino e o corpo estriado que interferem no controlo dos movimentos voluntários e automáticos (Oliveira, 1998).

Para Burnie (1995) o cérebro é formado por duas partes fundamentais: o córtex cerebral e núcleos subcorticais, que em conjunto são conhecidos como diencéfalo. As

14

suas estruturas mais importantes são o tálamo e o hipotálamo, em que o tálamo analisa e envia informação sensorial de todos os tipos, exceto a olfativa, e o hipotálamo controla o sistema endócrino.

O cérebro é a fonte da consciência, do pensamento e do raciocínio. É extremamente complexo na coordenação de informação oriunda de todas as partes do corpo respondendo-lhe adequadamente (Winston, 2005).

A função fundamental do cérebro é manter o corpo num estado ótimo relativamente ao ambiente, aumentando a probabilidade de sobrevivência. Para que tal aconteça o cérebro recebe uma constante informação sob a forma de impulsos elétricos a partir dos neurónios ou órgãos dos sentidos. Esta informação é recebida pelo cérebro que vai determinar se a informação necessita de atenção, caso seja irrelevante a informação desaparece de forma inconsciente. No caso de ser importante ou algo de novo, o cérebro amplifica os sinais e provoca reação em várias regiões e em alguns casos os pensamentos ou respostas a esses estímulos são levados aos músculos fazendo-os reagir (Aldridge, 2009).

Assim sendo, o cérebro é responsável por ações, memórias, linguagem, emoções, sensações, perceções e pensamentos.

O mesmo autor assume que ninguém sabe como é que a atividade elétrica se transforma em experiência, um problema ainda não solucionado, contudo, os processos cerebrais transformam a informação recebida em componentes da experiência subjetiva, como os pensamentos e emoções.

Segundo Burnie (1995), esta atividade elétrica é registada através de um eletrocardiograma (EEG) que tem como princípio a colocação de elétrodos sobre o couro cabeludo. O resultado é o registo de ondas cerebrais, as quais podem ser de quatro tipos e que variam conforme o indivíduo esteja ou não a dormir. Este tipo de EEG é muito importante para diagnósticos médicos na descoberta de zonas afetadas do cérebro e para estabelecer a morte clínica, caso em que o EEG não apresenta ondas cerebrais, apenas uma linha reta.

15

 Cerebelo

De acordo com Aldridge (2009), o cerebelo é também denominado por “pequeno cérebro”, localizado na parte posterior e mais abaixo do encéfalo. Anatomicamente apresenta o Vérmis (“Verme”) estreito e longo no centro, dois lóbulos floculo nodulares na parte inferior de outros dois lóbulos laterais simétricos que são reminiscentes dos hemisférios encefálicos denominados hemisférios cerebelares. O cerebelo é revestido por uma camada de substância cinzenta, que forma o seu córtex e envolve no seu interior a substância branca (Oliveira, 1998). Embora seja idêntico ao encéfalo, apresenta sulcos e protuberâncias mais organizadas em padrões, que segundo Clark et al. (1991) são semelhantes às nervuras de uma folha e que levou os primeiros anatomistas a denominá-lo de “arbor vitae”, ou seja, árvore da vida. Segundo estes autores, o córtex do cerebelo é formado por 3 camadas distintas, das quais a intermédia é constituída por células complexas e de dimensões significativas, denominadas de Purkinje. Estas células ligam-se a centenas de milhares de outras células pelo que permite o controlo rigoroso dos músculos.

Relativamente às funções do cerebelo, segundo Aldridge (2009), este coordena os movimentos corporais através do controlo muscular, como a estabilidade, a postura e o equilíbrio. Ainda tendo em conta Clark et al. (1991) é o cerebelo que define o momento da ação e é capaz de posteriormente à aprendizagem de uma sequência, como por exemplo andar de bicicleta, tomar comando das operações dos movimentos sem esforço consciente. Também está implicado no desenvolvimento emocional do indivíduo, nomeadamente na regulação de sensações de prazer e de desagrado.

 Córtex Cerebral

Segundo Oliveira (1998), o córtex cerebral é a camada mais externa do cérebro, também designado por Burnie (1995) de “massa cinzenta”, realiza funções intelectuais e é onde têm origem atos voluntários.

Segundo Clark et al. (1991), o córtex não é fundamentalmente composto por neurónios, mas por uma mistura destas fibras e de vasos sanguíneos.

16

Estruturalmente o córtex apresenta seis camadas de neurónios organizadas, denominadas da mais externa para a mais interna: (1) moleculares, (2) granular externa, (3) piramidal externa, (4) granular interna, (5) piramidal interna e (6) polimorfa.

O aspeto característico do cérebro deve-se à existência de uma série de dobras que permitem a adaptação deste na caixa craniana. As protuberâncias que surgem a partir das dobras designam-se de circunvoluções.

Para Aldridge (2009) as protuberâncias redondas do córtex são os giros; as fendas são os sulcos superficiais e as fissuras quando são mais profundas. Estas fendas dividem cada hemisfério em quatro lobos que recebem o nome dos ossos cranianos que os cobrem: o lobo frontal; o lobo parietal; o lobo temporal e o lobo occipital. Podemos ainda classificar um 5º lobo em ínsula, embora este não seja visível (Burnie, 1998).

Segundo o mesmo autor é no córtex cerebral que são tomadas as decisões de executar o movimento, contudo ainda não se sabe muito bem como é que é tomada essa decisão. O que se conhece com exatidão são as partes que controlam cada músculo. Estas encontram-se no córtex motor, do qual se pode fazer um mapa, tal como se podem fazer para as áreas sensoriais, que segundo Oliveira (1998) possuem uma função específica e em conjunto controlam todas as reações motoras e sensitivas levadas a cabo pelo Homem. A função principal é a compreensão da linguagem falada e escrita no hemisfério esquerdo enquanto no hemisfério direito predominam atividades como o tato, a musicalidade, e a análise das reações espaciais. A aprendizagem e a memória também fazem parte da funcionalidade do córtex cerebral.

2.1.1.1.2. Medula Espinal

A medula estende-se desde o orifício occipital até à segunda vértebra lombar, formando um cordão nervoso de 45cm de comprimento, terminando numa espécie de filamento denominado de cauda equina (Oliveira, 1998).

Para Winston (2005), da medula surgem pares de nervos que vão até ao corpo e membros. O cordão apresenta assim dois espessamentos: um superior ou cervical de onde se originam os nervos dos membros superiores e um inferior ou lombar de onde saem os nervos dos membros inferiores (Oliveira, 1998).

17

Segundo Burnie (1998), um corte transversal na medula permite-nos identificar para além das meninges e dois sulcos, um ventral e outro dorsal, duas zonas: a substância cinzenta com forma de um H ou de uma borboleta, atravessada centralmente por um canal denominado epêndimo de acordo com Oliveira (1998); e a substância branca na parte externa. As “asas da borboleta” designam-se de cornos dos quais saem raízes dorsais (posteriores) e ventrais (anteriores). Os neurónios sensitivos entram na medula pelas raízes dorsais e efetuam inúmeras sinapses na substância cinzenta e pelas raízes ventrais saem as fibras nervosas motoras. Estas fibras que saem da medula vão unir-se originando os nervos espinais ou raquidianos.

A medula espinal transporta informação para todas as partes do corpo, incluindo o cérebro, à exceção da cabeça que é controlada pelos nervos cranianos. A medula é um ponto de passagem da informação proveniente dos órgãos dos sentidos das diferentes partes do corpo, através dos nervos espinais, para o cérebro, e deste para o corpo através dos mesmos nervos (Aldridge, 2009).

2.1.1.2. Sistema Nervoso Periférico

Segundo Oliveira (1998), o sistema nervoso periférico é constituído pelo conjunto de nervos que transportam estímulos ao cérebro oriundos dos recetores, bem como a mensagem que este envia como resposta a estes mesmos estímulos; e por gânglios que, segundo Burnie (1995), são espessamentos das vias nervosas com alguns milímetros de diâmetro, onde se acumulam os corpos celulares das células nervosas.

Os nervos que percorrem o corpo são formados por centenas de fibras nervosas formando feixes compactos designados de fascículos (Winston, 2005). Os feixes podem reunir fibras de neurónios sensitivos, motores ou ambos sendo neste caso denominados de nervos mistos. Estes alteram a sua função ao longo do trajeto, quanto à sua ligação a neurónios sensitivos ou motores (Burnie, 1995).

As fibras estão unidas por tecido conjuntivo, formando o feixe. No entanto cada fibra é rodeada por um tecido próprio, o perineuro, e separada das outras por uma camada designada de endoneuro. São reunidas por uma bainha comum conhecida como epineuro ou neurilema. Estas ainda se podem classificar de acordo com a presença ou ausência de mielina, em que as fibras mielínicas dão lugar aos nervos cranianos e

18

raquidianos e as amielínicas originam nervos do sistema nervoso autónomo ou da vida vegetativa.

 Nervos Cranianos

Segundo Winston (2005), do lado inferior do encéfalo partem 12 pares de nervos cranianos. A maioria desses nervos serve a região da cabeça e do pescoço e contém fibras nervosas sensoriais e/ou motoras. A única exceção é o nervo vago (X) que serve alguns órgãos do tórax e abdómen através de fibras nervosas autónomas que regulam as funções involuntárias.

Segundo Oliveira (1998) cada par tem um nome próprio e é designado por um número romano, desde o I ao XII.

 Nervos Raquidianos

Segundo Oliveira (1998) existem 31 pares de nervos raquidianos, nascendo cada um dos pares dos dois lados da espinal medula. Burnie (1995) divide assim oito pares cervicais, doze dorsais ou torácicos, cinco lombares, cinco sagrados e um coccígeo. Trata-se de nervos mistos, ou seja, a união de uma raiz sensitiva e outra motora, e dividem-se em duas ramificações, uma na parte posterior e uma outra na parte anterior do corpo (Oliveira, 1998).

Burnie (1995) refere que durante o crescimento, a coluna vertebral alongou mais rapidamente que a medula, pelo que os nervos raquidianos das zonas lombares e sagrada se dirigem para baixo dentro do canal espinal e assim saem no nível adequado da coluna.

2.1.1.3. Células do Sistema Nervoso

Os nervos são formados por células como qualquer tecido ou órgão do organismo, denominados neurónios que permitem a passagem da mensagem nervosa

19

por sinais elétricos entre eles, até á sua “meta” e tudo isto numa fração de milésimos de segundo (Clark et al. 1991).

Winston (2005) cita que cada neurónio ou célula nervosa estabelece várias ligações com centenas de outras células nervosas formando uma rede de comunicação bastante elaborada e densa.

Burnie (1995) estrutura os neurónios em três zonas (fig. 1) com funções distintas em que uma recebe, outra conduz e a última liberta a informação para a célula ou órgão seguinte a que está ligado. Os recetores são principalmente as dendrites, ramificações prolongadas do corpo celular, que recebem estímulos de muitas outras células nervosas.

Figura 1 – Constituintes de um neurónio.[1]

O corpo celular é onde se encontram os organelos como o núcleo, que armazena o material genético e controla o funcionamento da célula, as mitocôndrias fornecedoras de energia à célula e os ribossomas que sintetizam proteínas (Aldridge, 2009). Estas estruturas, para Burnie (1995), são indispensáveis para o funcionamento das células nomeadamente em processos nutritivos e de regeneração. Sendo o corpo celular o centro metabólico do neurónio, este é tanto maior quanto maior for o número de prolongamentos dendríticos. A conexão de saída do neurónio é designada de axónio ou cilindreixo (fibra nervosa), um único prolongamento que pode atingir 1m de comprimento e na extremidade possui várias ramificações colaterais que se ligam a outros neurónios ou glândulas ou células musculares dependendo do tipo de neurónios e sua função.

20 2.1.1.3.1. Tipos de Neurónios

Os neurónios podem ser classificados de acordo com a localização do corpo celular relativamente ao axónio e às dendrites. Assim temos neurónios unipolares em que o axónio se expande a partir do corpo celular dividindo-se em dois ou mais ramos; neurónios bipolares que apresentam um conjunto de extensões dendríticas e uma extensão axonal no corpo da célula; e por fim os neurónios multipolares que são a forma mais comum e maioritariamente presente no cérebro, constituídos por vários conjuntos de dendrites e um axónio principal (Aldridge, 2009).

As células nervosas também se podem classificar quanto à direção do impulso nervoso, podendo ser neurónios sensitivos ou aferentes; motores ou eferentes e intercalares ou interneurónios ou mesmo de neurónios de associação (Burnie, 1995).

Os neurónios aferentes recolhem a informação dos recetores através das dendrites e transportam esta informação até ao sistema nervoso central pelo seu axónio; Os neurónios eferentes levam a mensagem nervosa dos centros nervosos aos músculos ou glândulas; e os neurónios de associação, como o próprio nome indica estabelecem a ligação entre neurónios sensitivos e motores (Oliveira, 1998).

2.1.1.3.2. Células Acompanhantes ou Suporte

Aldridge (2009) diz que menos de 10% das células cerebrais são neurónios, as restantes são células gliais ou suporte aos neurónios em forma de apoio físico e nutritivo. As células neurogliais são os oligodendrócitos, os astrócitos e as células ependimárias, em que as duas primeiras se encontram na substância cinzenta e as últimas na substância branca. Estas células têm como função dar apoio mecânico e nutritivo aos neurónios e produzir mielina que envolve o axónio. As microgliais (células mais pequenas) destroem os resíduos dos tecidos lesionados.

A mielina é rica em lípidos que envolve o axónio formando uma bainha interrompida por nódulos de Ranvier que permitem a aceleração da transmissão nervosa pelo processo de saltação entre as descontinuidades mielínicas. Sendo a mielina formada por um grande teor de gordura apresenta-se branca, pelo que forma a substância branca do encéfalo e da medula espinal (Burnie, 1995).

21

2.1.1.4. Impulso Nervoso e Sinapse

Segundo Winston (2005), os impulsos nervosos são sinais elétricos que percorrem os axónios a grande velocidade, e segundo Burnie (1995) tem origem numa série de modificações a nível da membrana do neurónio.

Winston (2005) descreve o sentido do impulso nervoso (fig. 2) onde as dendrites recebem os impulsos que passam de neurónio em neurónio até atingirem o alvo, ou seja, a mensagem passa de axónio de um neurónio (pré-sináptico) para as dendrites do neurónio seguinte (pós-sináptico) e assim sucessivamente.

Figura 2 – Sentido da transmissão da informação nervosa.[2]

Aldridge (2009) denomina estes sinais nervosos como discretos e denominados por potenciais de ação. Este impulso é provocado pela movimentação de partículas químicas, nomeadamente iões com cargas elétricas como o sódio, o potássio e o cloreto. Este impulso viaja a velocidades variáveis dependendo da frequência a que ocorrem, de onde vêm e para onde se dirigem.

 Potencial de Ação

Os impulsos nervosos são acompanhados por uma carga elétrica, o potencial de ação que depende da diferença de potencial existente no interior e exterior da célula nervosa através da membrana celular. No caso de o nervo estar em repouso, ou seja, sem estar a transmitir sinais elétricos, o interior é eletricamente negativo (Clark et al. 1991).

22

Para Aldridge (2009), a chegada de um impulso nervoso denomina-se de depolarização, em que os iões de sódio (positivos) passam de fora para dentro da membrana do axónio por meio de canais de sódio, tornando o interior positivo relativamente ao exterior. Este facto denomina-se potencial de ação transmitido desde as dendrites, passando pelo axónio até aos neurónios vizinhos. Uma vez passada uma onda de potencial de ação é necessário restabelecer o equilíbrio anterior que se efetua através da repolarização (Burnie, 1995).

Aldridge (2009) caracteriza a repolarização como a circulação dos iões de potássio (positivos) em sentido oposto aos iões de sódio, o que vai estimular a área despolarizada até atingir o devido equilíbrio. Para Burnie (1995) este movimento iónico só é possível devido á existência da bomba de sódio que transporta o ião positivo de sódio do interior para o exterior da célula e pela existência também da bomba de potássio que transporta os iões positivos de potássio para o interior da célula. Enquanto ocorre este processo de repolarização, a célula não responde a outro estímulo. A transmissão nervosa entre as células ocorre numa zona típica, onde ocorre a sinapse.

 Sinapse

As sinapses são locais de comunicação entre neurónios que não estão em contacto físico mas separados por uma fenda sináptica (Aldridge, 2009).

Burnie (1995) diz que as sinapses são um mecanismo químico com a intervenção de neurotransmissores (fig. 3). Estes são produzidos no axónio do neurónio pré-sináptico (envia a mensagem) e armazenados em pequenas vesiculas que atingindo as terminações do axónio fundem-se com a membrana libertando para a fenda sináptica os neurotransmissores que vão ligar-se aos recetores da membrana do neurónio pós-sináptico (recebem a mensagem).

23

Figura 3 – Comunicação entre dois neurónios associados.[3]

Segundo Aldridge (2009) as sinapses dividem-se conforme o ponto de passagem da mensagem nervosa do neurónio pré-sináptico para o pós-sináptico. Assim, dependendo dos pontos de ligação que incluem o corpo celular, as dendrites, os axónios e as pequenas projeções designadas espinhas dendríticas, temos 4 tipos de sinapses: sinapse axo-somática (este axónio e corpo celular); sinapse axo-axónica (entre axónios); sinapse dendrítica (entre axónio e dendrites); e por fim a sinapse axo-axónica axónica (entre 3 axónios).

Para Clark et al. (1991) o processo sináptico não é instantâneo pelo que é necessário tempo para que o neurotransmissor se difunda na sinapse, tempo esse que permite a despolarização do neurónio pré-sináptico. Este tipo de sinapse, segundo Burnie (1995), é designada de sinapse excitadora. Contrariamente a este tipo de sinapse, temos a sinapse inibidora que é causada pelos neurotransmissores tornando maior o potencial interior, sendo necessário influências excitadoras superiores às inibitórias permitindo a despolarização.

2.1.1.4.1. Neurotransmissores

Os neurotransmissores são substâncias químicas que permitem a passagem de sinais entre neurónios e células de órgãos. Existem vários grupos de moléculas neurotransmissoras: um que engloba apenas acetilcolina; outro designado por aminas biogénicas ou monoamina que inclui a dopamina, a histamina, noradrenalina e a serotonina, por fim o grupo de aminoácidos como o GABA, o ácido glutâmico, o ácido aspártico e a glicina (Aldridge, 2009).

24

2.1.1.5. Atos Voluntários e Atos Involuntários

O sistema nervoso pode responder a estímulos de duas maneiras: involuntária e voluntariamente (Winston, 2005).

A maioria das nossas ações diárias são conscientes como por exemplo pensar em fazer algo e executar. No entanto também realizamos muitas ações de forma involuntária ou inconsciente como por exemplo ver algum alimento e automaticamente movermo-nos para o agarrar. Pode-se dizer que ações conscientes quando se tornam bastantes familiares, se tornam “automáticas”, ou seja, o indivíduo não dá atenção ao movimento desempenhado (Aldridge, 2009).

Winston (2005) diz que o cérebro está envolvido na atividade voluntária porque envia impulsos motores que desencadeiam o movimento, isto é, a ação envolve o pensamento e/ou uma resposta a estímulos sensoriais como por exemplo o simples caminhar que requer a visão e o sentido de orientação.

Atos Reflexos

O cérebro não interfere nas ações reflexas ou motoras tratadas na medula espinal e assim sendo não podem ser controladas de forma consciente. A maior parte destas ações realizam-se de forma rápida com função de proteger o organismo (Aldridge, 2009).

Estes atos surgem em situações de emergência em que a medula processa a informação sensorial e emite uma resposta adequada à situação. Como bom exemplo temos a ação da retirada da mão imediatamente após ter tocado numa superfície quente. Neste caso a mensagem sensorial é levada até ao cérebro via aferente (por fibras aferentes) informando-o que o indivíduo se encontra numa situação que provoca dor. O cérebro responde de forma imediata enviando uma resposta para a mão, mas neste caso ao mesmo tempo a medula espinal estimula impulsos motores que faz com que se afaste a mão rapidamente, este processo denomina-se de arco reflexo (a informação passa diretamente do nervo sensorial para o nervo motor) (fig. 4), que permite o afastamento da mão mais rapidamente que a chegada dos impulsos nervosos provenientes do cérebro, minimizando as lesões (Clark et al., 1991).

25

Figura 4 – Arco reflexo, diagrama simplificado.

Em suma, segundo Winston (2005), os atos reflexos afetam os músculos sob controlo voluntário, contudo são respostas involuntárias e automáticas a estímulos.

2.1.2. SISTEMA HORMONAL

Segundo Winston (2005), para além de sinais nervosos o corpo recorre a outro método de controlo, o sistema endócrino por meio de substâncias químicas libertadas no organismo, que segundo Clark et al. (1991) permite controlar e monitorizar continuamente e de forma inconsciente vários processos fisiológicos que vão desde o crescimento e desenvolvimento à digestão e reprodução.

O sistema endócrino é constituído por glândulas designadas endócrinas, que são conjuntos de células encarregues de segregar uma substância química, a hormona, diretamente para a corrente sanguínea (ou linfática) que transporta e distribui a hormona por todo o corpo atrás do sistema cardiovascular. Esta secreção pode ser contínua ou atuar descontinuadamente como resposta a determinados estímulos, quer internos ou externos ao organismo (Burnie, 1995).

2.1.2.1. Hormonas: os Coordenadores Químicos

Foi em 1905 que o cientista Starling denominou pela primeira vez as secreções produzidas pelas glândulas endócrinas de hormonas.

26

A maioria das hormonas são proteínas sintetizadas por um órgão ou parte dele, a partir das substâncias alimentícias, tal como qualquer outro composto do organismo. (Oliveira, 1998)

Estes mensageiros químicos são transportados até ao seu destino onde atuam de forma adequada, este processo deve ser controlado de forma cuidada e detalhada a fim de evitar uma ação prolongada ou intensa das hormonas que põem em causa o equilíbrio do organismo (Clark et al., 1991).

O mecanismo que permite este tipo de controlo rigoroso é a retroalimentação ou

feedback, ou seja, o órgão responsável pela produção de uma hormona avalia o nível

dessa hormona no organismo, bem como a substância controlada por esta, atuando de modo a alterar a ação do seu agente permitindo o equilíbrio. Este mecanismo funciona de uma forma simples, após a avaliação da glândulas endócrina relativamente à concentração da hormona, esta terá de cessar imediatamente a produção dessa hormona ou produzir outro tipo de hormona de forma a contrabalançar e normalizar a sua concentração para o caso desta se encontrar em excesso. Se pelo contrário a hormona se encontra em défice, o órgão produtor terá de realizar uma produção hormonal despoletada (Burnie, 1995).

Assim, através de uma forma simplificada e por um processo complexo, é possível a manutenção do equilíbrio que garante ao organismo o nível hormonal desejado.

2.1.2.1.1. Funções Hormonais

Para Oliveira (1998) as hormonas têm como função acelerar, retardar ou mesmo impedir as reações químicas do organismo mantendo o equilíbrio fisiológico dos seres vivos. As suas funções classificam-se da seguinte maneira:

 Nível celular, regulam a respiração e reprodução celular, bem como a atividade nervosa;

 Nível do meio interno, regulam a concentração de substâncias no sangue como a glicose, o cálcio, etc.; o equilíbrio entre a água e eletrólitos (Na+, K+, Cl-, etc.) e a taxa de metabolismo;

27

 Nível do organismo, intervêm no crescimento, desenvolvimento e envelhecimento do organismo, assim como resposta a situações de stress e alterações emocionais e físicas.

2.1.2.1.2. Funcionamento dos Hormonas

Segundo Clark et al. (1991) as hormonas podem atuar no próprio local ou a uma distância considerável do ponto emissor deste mensageiro químico, dependendo do estímulo químico ou psíquico produzido no organismo perante uma determinada situação em que a hipófise envia hormonas especificas à glândula endócrina correspondente, dando ordem para iniciar a síntese e a secreção das suas hormonas no sistema circulatório (Oliveira, 1998).

Ainda de acordo com Clark et al. (1991) o processo é relativamente lento, uma vez que a mensagem é enviada pelo sangue entre vários órgãos, no entanto é bastante seguro uma vez que circulam em todos os órgãos do corpo. Cada hormona tem apenas uma função específica atuando como chave em células específicas que a reconhecem, designadas por Oliveira (1998) de células-alvo.

A presença de enorme quantidade de hormonas no sangue faz com que nem todas elas sejam necessárias de uma só vez, pelo que, as excedentes são guardadas numa espécie de banco de hormonas que consiste em ligar estas a uma proteína, impedindo-a de entrar em ação e mantendo-a em circulação para uso posterior em caso de necessidade. Esta ligação é quebrada facilmente e a hormona é libertada pronta para exercer o seu papel. Após as hormonas exercerem a sua função, isto é, permitirem ações celulares adequadas para a manutenção do equilíbrio do organismo, estas são removidas do mesmo, através do sistema excretor, pela síntese no fígado ou pela destruição nos tecidos a que se destinam (Clark et al., 1991).

2.1.2.2. Principais Glândulas Endócrinas, suas hormonas e os seus

efeitos fisiológicos

Segundo Clark et al. (1991), as glândulas endócrinas mais importantes são (fig. 5): a hipófise ou a pituitária, em estreito contacto com o hipotálamo (Burnie 1995); a

28

tiroide; as paratiroides; o pâncreas; as glândulas suprarrenais e as gónadas ou órgãos sexuais.

Figura 5 – Principais glândulas endócrinas, localização no organismo (adaptado). [4a/b]

2.1.2.2.1. Sistema Hipotálamo-Hipófise

A hipófise e o hipotálamo estão ligados por uma fossa pituitária, ou seja, um pequeno pedúnculo que contém vasos sanguíneos e fibras nervosas (Winston, 2005).

O hipotálamo localiza-se na região inferior do diencéfalo e controla todas as glândulas endócrinas, incluindo a hipófise, enviando-lhe hormonas que vão transmitir a informação para esta produzir, ou inibir a síntese e a segregação das suas hormonas. Pode-se dizer que o hipotálamo funciona como mediador entre o sistema endócrino e o sistema nervoso, uma vez que tanto a hipófise como o sistema endócrino são subordinados ao sistema nervoso (Burnie, 1995).

A hipófise é a glândula mais importante do sistema endócrino com tamanho aproximado ao de uma ervilha, localizada acima do céu-da-boca (Clark et. al., 1991).

Burnie (2005) subdivide a hipófise em adeno-hipófise (parte anterior) e neuro-hipófise (parte posterior). A adeno-neuro-hipófise, segundo o mesmo autor, produz hormonas que controlam e regulam outras glândulas do sistema endócrino denominadas de