Universidade de Aveiro Ano
FERNANDA LUÍSA
FIGUEIREDO LOPES
O ENSINO
APRENDIZAGENS
tesenecessários à obtenção do grau de sob a orientação científica da do Departamento de
Universidade de Aveiro Ano 2012
Departamento de Educação
O ENSINO POR PESQUISA COMO PROMOTOR DE
APRENDIZAGENS DIFERENCIADAS
ese apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Didática
ob a orientação científica da Doutora Teresa Bettencourt do Departamento de Educação da Universidade de Aveiro
apoio financeiro POPH - Tipologia 4.1 i Educação
POR PESQUISA COMO PROMOTOR DE
DIFERENCIADAS
apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos Didática e Formação, realizada a Teresa Bettencourt, Professora Auxiliar da Universidade de Aveiro
poio financeiro no âmbito do QREN – Tipologia 4.1
ii Aos meus queridos pais, Maria José e Amândio.
iii
o júri
presidente Prof. Doutor Domingos Moreira Cardoso
Professor catedrático do departamento de matemática da Universidade de Aveiro
Prof. Doutora Cecília Galvão Couto
professora catedrática do instituto de educação da Universidade de Lisboa
Prof. Doutor Luís Manuel Ferreira Marques
professor associado com agregação aposentado do departamento de educação da Universidade de Aveiro
Prof. Doutor José Luís de Jesus Coelho da Silva professor auxiliar do instituto de educação da Universidade do Minho
Prof. Doutora Teresa Maria Bettencourt da Cruz
iv
agradecimentos
Chegado o momento de refletir sobre o percurso que conduziu à produção deste trabalho, é justo assinalar o contributo de todo um conjunto de pessoas que permitiram a sua concretização. Desde logo, a Professora Doutora Teresa Bettencourt, pelo apoio e pela autonomia que, progressivamente, me incutiu. Os professores e funcionários do Departamento de Educação, pelos recursos que me disponibilizaram e pela forma simpática com que me acolheram. Os colegas de doutoramento, em especial a Cláudia Carvalheiro, com os quais partilhei sucessos e dificuldades. A Mestre Rosa Maia e os alunosparticipantes no estudo empírico, pela disponibilidade e empenho. A Dr.ª Ana Faria, o Dr. Pedro Dias e a Sr.ª D. Palmira Silva, pela ajuda certa em
momentos mais complicados. Os meus pais, pelo apoio incondicional. O meu marido, Rui Silva e os meus filhos, Zé Pedro e Amélia, pelo carinho, força e estabilidade emocional.
Agradeço ainda à Fundação para a Ciência e a Tecnologia, a bolsa de estudos que me permitiu realizar este doutoramento.
Não agradeço ao Ministério da Educação e Ciência pois a realização de um doutoramento em Didática e Formação trouxe-me inúmeros prejuízos, enquanto docente do ensino básico e secundário.
v
palavras-chave
ensino por pesquisa, conhecimentos conceptuais, conhecimentos procedimentais, conhecimentos atitudinais, trabalho de grupoResumo
O presente trabalho propõe-se abordar uma perspetiva de ensino e de aprendizagem que tem ganho protagonismo, no âmbito do ensino das ciências. Inserida num quadro internacional de inquiry approach, a perspetiva de ensino por pesquisa (EPP) tem sido referida em diversos trabalhos de investigação pelos resultados promissores que apresenta, constituindo-se como referencial em termos de orientação dos programas a implementar nos ensinos básico e secundário português. Constata-se, no entanto, que nem sempre é feita a transposição do respetivo quadro teórico para o contexto das práticas de sala de aula. Nesta investigação, recorremos a um estudo de caso onde implementámos uma estratégia de ensino e de aprendizagem baseada na perspetiva de EPP, ao nível da disciplina de biologia de 12.º ano do curso científico-humanístico de ciências e tecnologias. Os dados recolhidos permitiram-nos destacar os resultados positivos ao nível de produtos, com o desenvolvimento de conhecimentos de natureza conceptual, procedimental e atitudinal; ao nível do processo, salientando-se algumas características de natureza funcional do trabalho de grupo desenvolvido e ao nível da articulação entre o estudo por nós desenvolvido e o funcionamento da disciplina de biologia. Mediante os resultados obtidos, acreditamos que a estratégia EPP é viável e poderá constituir-se como opção válida para a concretização do programa de biologia de 12.º ano. Para além disso, a identificação de obstáculos e potencialidades inerentes à sua implementação, poderádesencadear estudos de investigação similares, de modo a contribuir para uma compreensão mais alargada da perspetiva de EPP e respetiva implementação.
vi
keywords
Inquiry based learning, conceptual knowledge, procedural knowledge, attitudinal knowledge, group workabstract
This work is focused on a perspective of science teaching and learning that has been having a growing acceptance. Within international orientations for inquiry approach, the perspective of ensino por pesquisa (EPP) has been referred in a lot of papers because of their promising results and for being a benchmark for the orientation of basic and secondary school curricula, in Portugal. However, the transposition of the theoretical basis to pratical context, is not always done. In this research, we use a case study to implement a teaching and learning strategy, based on EPP, at 12 grade biology students of the course científico-humanístico de ciências e tecnologias. The collected data has enabled us to highlight positive results at products level, with develop of conceptual,procedural and attitudinal knowledge; at process level, with emphasis of some functional features of the developed group work and at the relationship level between our study and the functioning of the subject of biology. Upon the obtained results, we believe that EPP strategy is feasible and can be a valid option for the concretization of 12 grade biology program. In addition, the identification of the implementation constraints and potentials, can promote similar investigations studies, that contribute to a larger comprehension of EPP perspective and his implementation.
vii Índice
LISTA DE FIGURAS XI
LISTA DE TABELAS XIII
1. INTRODUÇÃO 1
Sumário 1
1.1. Contexto do estudo 2
1.2. Questão e objetivos de investigação 3
1.3. Importância da investigação 4
1.4. Limitações da investigação 6
1.5. Clarificação de termos e expressões 7
1.6. Plano de trabalhos 8
1.7. Organização da dissertação 9
Síntese 10
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 11
Sumário 11
2.1. Importância da formação científica 12
2.2. O ensino das ciências – o caso particular da biologia 14
2.3. Diferentes perspetivas sobre o ensino das ciências 16
2.3.1. Do ensino por transmissão ao ensino por pesquisa 16
2.3.2. O ensino por pesquisa 21
2.3.2.1. O ensino por pesquisa no contexto inquiry 21
2.3.2.2. Momentos e ferramentas metodológicas 30
2.3.2.3. Intervenientes e respetivos papéis 38
2.4. Competências versus conhecimentos 39
2.5. Os conhecimentos científicos que os alunos devem desenvolver 40
2.5.1. Os conhecimentos conceptuais 40
2.5.2. Os conhecimentos procedimentais 43
2.5.3. Os conhecimentos atitudinais 45
2.6. Análise do conhecimento científico 49
2.6.1. Domínio conceptual 50
2.6.2. Domínio procedimental 51
2.6.3. Domínio atitudinal 51
2.7. A biologia no ensino secundário 53
Síntese 54
viii
Sumário 55
3.1. Natureza do estudo 56
3.1.1. O estudo de caso desta investigação 61
3.1.2. Participantes 62
3.2. Desenho do estudo 63
3.2.1. Descrição da situação de aprendizagem 63
3.2.2. Justificação da temática curricular abordada 65
3.3. Os conhecimentos em análise 66
3.3.1. Conhecimentos conceptuais 67
3.3.2. Conhecimentos procedimentais 69
3.3.3. Conhecimentos atitudinais 70
3.4. Estudo piloto 71
3.5. Articulação do estudo empírico com a programação da disciplina 76
3.5.1. Ao nível dos conhecimentos e da terminologia associada ao trabalho por pesquisa 76
3.5.2. Ao nível da planificação das atividades 81
3.5.3. A escolha e o papel da professora colaboradora 84
3.5.4. O papel da investigadora 85
3.6. Domínios privilegiados pelos alunos 87
3.7. Materiais de recolha de dados 88
3.7.1. Ficha diagnóstica 90
3.7.2. Caderno de registos dos alunos 94
3.7.3. Mensagens de correio eletrónico 95
3.7.4. Grelha de observação da comunicação 95
3.7.5. Autoavaliação de final do 1.º período 96
3.7.6. Reflexão individual sobre o percurso 96
3.7.7. Reflexão da professora colaboradora 97
3.7.8. Caderno de registos da investigadora 98
3.7.9. Documentos gerais 98
3.8. Análise de dados 99
3.8.1. Análise de conteúdo e sua concretização 100
3.8.1.1. Ficha diagnóstica 102
3.8.1.2. Caderno de registos dos alunos e mensagens de correio eletrónico 102
3.8.1.3. Grelha de observação da comunicação 103
3.8.1.4. Autoavaliação de final do 1.º período, reflexão individual sobre o percurso e reflexão da
professora colaboradora 103
3.8.1.5. Caderno de registos da investigadora 103
3.8.1.6. Documentos gerais 104
3.9. Controlo de qualidade do estudo 104
3.10. Esclarecimentos gerais relativos à apresentação dos resultados 110
Síntese 112
4. RESULTADOS 113
Sumário 113
ix
4.2. Análise da estratégia EPP ao nível dos produtos 117
4.2.1. Desenvolvimento de conteúdos, processos e atitudes, pelos alunos, durante o momento
de problematização 121
4.2.2. Desenvolvimento de conteúdos, processos e atitudes, pelos alunos, durante o momento
de planeamento 122
4.2.3. Desenvolvimento de conteúdos, processos e atitudes, pelos alunos, durante os momentos
de desenvolvimento 123
4.2.4 – Desenvolvimento de conteúdos, processos e atitudes, pelos alunos, durante os
momentos de avaliação 126
4.2.5 – Desenvolvimento de conteúdos, processos e atitudes, pelos alunos, durante o momento
de comunicação 128
4.3. A biotecnologia na atualidade 133
4.3.1. Conceito de biotecnologia 133
4.3.2. Abordagem a situações polémicas 135
4.3.2.1. Consumo de animais transgénicos 135
4.3.2.2. Clonagem humana 139
4.4. Análise da estratégia EPP ao nível do processo 143
4.4.1. Meios de pesquisa e critérios de seleção 143
4.4.2. Características funcionais do trabalho de grupo 147
4.4.3. Dificuldades no trabalho por pesquisa 157
4.4.4. Vantagens do trabalho por pesquisa 160
4.4.5. Noção de percurso 161
4.5. Avaliação final 163
4.6. Análise da estratégia EPP ao nível da sua articulação com o programa de biologia de
12.º ano 168
4.6.1. Cumprimento do programa ao nível da temática da biotecnologia 168
4.6.1.1. Conhecimentos manifestados 168
4.6.1.2. Terminologia associada ao trabalho por pesquisa 171
4.6.1.3. Tempo gasto versus conhecimentos desenvolvidos - visão quantitativa 172
4.6.1.4. Ferramentas metodológicas usadas 173
4.6.1.5. Instrumentos de avaliação 174
4.7. Obstáculos à implementação da estratégia EPP 174
4.8. Potencialidades decorrentes da implementação da estratégia EPP 181
Síntese 183
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 185
Sumário 185
5.1. Síntese das ideias emergentes do estudo 186
5.2. Implicações e sugestões para futuras investigações 188
6. REFERÊNCIAS 191
ANEXOS 205
ANEXO I 207
x
ANEXO III 219
xi Lista de figuras
Figura 1. Caracterização das perspetivas de ensino EPT, EPD e EMC, nas vertentes
epistemológica, psicológica, social e didático-pedagógica... 17
Figura 2. Caracterização da perspetiva de EPP, nas vertentes epistemológica, psicológica, social e didático-pedagógica... 20
Figura 3. Esquema representativo da perspetiva de ensino por pesquisa...31
Figura 4. A biotecnologia como temática transversal ao programa de biologia de 12.º ano...66
Figura 5. Foto de um modelo construído pelo grupo Diabetes... 125
Figura 6. Foto do caderno de registos dos alunos do grupo ETAR... 125
Figura 7. Sequência de diapositivos apresentados pelo grupo Diabetes durante o Mc...129
Figura 8. Sequência de diapositivos apresentados pelo grupo DSTs durante o Mc... 129
Figura 9. Sequência de diapositivos apresentados pelo grupo OGM durante o Mc... 130
Figura 10. Sequência de diapositivos apresentados pelo grupo ETAR durante o Mc... 130
Figura 11. Foto de uma secção do poster apresentado pelo grupo Med bio durante o Mc... 131
Figura 12. Evolução das respostas dos alunos à questão: “A biotecnologia é um campo que não pára de crescer e ainda tem muito que evoluir. Na sua opinião, qual é a importância da biotecnologia na atualidade?...134
Figura 13. Posição assumida pelos alunos relativamente ao consumo de animais transgénicos. 136 Figura 14. Evolução dos argumentos, apresentados pelos alunos, contra a introdução de galinhas transgénicas no mercado... 137
Figura 15. Evolução da posição dos alunos, quando lhes foi solicitado que comentassem 3 afirmações sobre clonagem... 140
Figura 16. Evolução da posição dos alunos que se mostraram a favor ou que não têm posição definida relativamente à clonagem...141
Figura 17. Evolução das respostas dos alunos relativamente aos meios de pesquisa mais usados. 144 Figura 18. Evolução das respostas dos alunos quando lhes foi proposto que justificassem a sua opção em relação aos meios de pesquisa mais usados... 145
Figura 19. Evolução das respostas dos alunos relativamente à distribuição de tarefas pelos elementos do grupo...147
Figura 20. Esquema representativo da distribuição de tarefas no grupo, com recurso à classificação usada por LaPrairie e Slate (2009). (sem liderança: a); liderança democrática indidivual: b); liderança autocrática: c); liderança partilhada: d)... 148
Figura 21. Evolução das respostas dos alunos relativamente à resolução de conflitos no grupo. 150 Figura 22. Evolução dos alunos ao nível do local e do modo de comunicação entre os elementos do grupo... 151
Figura 23. Evolução das respostas dos alunos relativamente à comunicação entre os alunos e a professora... 151
Figura 24. Evolução das respostas dos alunos relativamente às sugestões dos alunos no sentido de melhorar o desempenho do grupo... 152
Figura 25. Evolução das respostas dos alunos, integradas na categoria “Gestão do TG”, relativamente às sugestões dos alunos para melhorar o desempenho do grupo... 153
Figura 26. Principais dificuldades do grupo, identificadas pelos alunos no final do 1.º período... 154
Figura 27. Opinião pessoal acerca das principais dificuldades do grupo...154
Figura 28. Opinião pessoal acerca do contributo para o trabalho final do 1.ºP... 155
Figura 29. Opinião pessoal acerca das principais dificuldades do grupo...157
Figura 30. Evolução das respostas dos alunos relativamente às dificuldades mais difíceis de ultrapassar durante um trabalho de pesquisa... 158
Figura 31. Evolução das respostas dos alunos relativamente às dificuldades associadas à gestão do TG... 159
Figura 32. Evolução das respostas dos alunos relativamente às dificuldades associadas ao desenvolvimento do trabalho científico... 160
xii
Figura 34. Número de alunos que identifica cada um dos momentos EPP, após vivência da estratégia EPP... 162
xiii Lista de tabelas
Tabela 1. Plano de trabalhos que norteou a investigação... 8
Tabela 2. Classificação dos conteúdos procedimentais (adaptado de Pro Bueno, 2007)... 43
Tabela 3. Diferenças entre conhecimento declarativo ou verbal e conhecimento procedimental (adaptado de Pozo & Gómez, 2004)... 43
Tabela 4. Classificação dos conteúdos procedimentais, de acordo com Pozo & Gómez (adaptado de Pozo & Gómez, 2004)... 44
Tabela 5. Tipos de conhecimentos atitudinais, de acordo com Pro Bueno (adaptado de Pro Bueno, 2007)... 47
Tabela 6. Tipos de atitudes que devem promover-se nos alunos, mediante o ensino da ciência (adaptado de Pozo & Gómez, 2004)... 48
Tabela 7. Caracterização da população envolvida no estudo empírico... 62
Tabela 8. Desenho do estudo... 64
Tabela 9. Conhecimentos conceptuais em análise... 67
Tabela 10. Classificação dos conhecimentos conceptuais (adaptado de Pozo & Gómez, 2004 e Pro Bueno, 2007)... 68
Tabela 11. Terminologia associada ao trabalho prático... 69
Tabela 12. Classificação dos conteúdos procedimentais (adaptado de Pozo & Gomez, 2004 e Pro Bueno, 2007)... 69
Tabela 13. Classificação dos conhecimentos atitudinais (adaptado de Pozo & Gómez, 1998 e Pro Bueno, 2007)... 70
Tabela 14. Caracterização da população envolvida no estudo piloto... 71
Tabela 15. Conteúdos programáticos previstos para o estudo do tema “diversidade na Biosfera”, da disciplina de biologia e geologia, no 10.º ano de escolaridade (ME, 2001, p.78)... 72
Tabela 16. Conteúdos programáticos previstos para o estudo do tema “diversidade na Biosfera”, ao nível da disciplina de biologia e geologia, no 10.º ano (adaptado de ME, 2001)... 73
Tabela 17. Resumo das atividades desenvolvidas, em sala de aula, durante o estudo piloto... 73
Tabela 18. Conteúdos programáticos previstos para o estudo do tema “Sistemática dos seres vivos”, da disciplina de biologia e geologia, no 11.º ano de escolaridade (ME, 2003, p. 13)....75
Tabela 19. Relação entre os conhecimentos conceptuais “da nossa investigação” e os conhecimentos conceptuais que constam do programa de biologia de 12.º ano... 77
Tabela 20. Associação entre os conhecimentos procedimentais por nós analisados e os conhecimentos que constam do programa de biologia de 12.º ano... 78
Tabela 21. Associação entre os conhecimentos atitudinais por nós analisados e os conhecimentos que constam do programa de biologia de 12.º ano...79
Tabela 22. Terminologia associada ao TP em biologia, da nossa investigação e do programa de biologia de 12.º ano...81
Tabela 23. Calendarização e descrição das atividades desenvolvidas no estudo-empírico... 82
Tabela 24. Caracterização dos alunos, tendo em conta o domínio escolhido pelo grupo... 88
Tabela 25. Objetivos associados aos diferentes materiais de recolha de dados... 89
Tabela 26. Caracterização das perguntas da fd de acordo com o conteúdo abordado, a modalidade e o tipo de pergunta e respetivos objetivos... 93
Tabela 27. Caracterização das perguntas da aa1ºP, de acordo com o conteúdo, a modalidade e o tipo de pergunta, bem como os respetivos objetivos... 96
Tabela 28. Caracterização das perguntas da rip, de acordo com o conteúdo, a modalidade e o tipo de pergunta, bem como os respetivos objetivos... 97
Tabela 29. Relação entre os materiais de recolha de dados e os parâmetros em análise que contribuíram para a consecução dos objetivos da investigação... 111
Tabela 30. Excerto retirado da tabela construída com base no caderno de registos e nos contatos via correio eletrónico, entre os alunos e a investigadora... 114
Tabela 31. Excerto da tabela contendo todos os registos do caderno de registos dos alunos,das mensagens de correio eletrónico, complementada com dados do caderno de registos da investigadora... 118
Tabela 32. Excerto da grelha de observação da comunicação...120 Tabela 33. Número de ocorrências do momento de problematização e conhecimentos associados
xiv
Tabela 34. Conhecimentos conceptuais, procedimentais e atitudinais associados ao momento de planeamento...122 Tabela 35. Conhecimentos conceptuais, procedimentais e atitudinais associados ao momento de
desenvolvimento... 123 Tabela 36. Conhecimentos conceptuais, procedimentais e atitudinais associados ao momento de
avaliação... 126 Tabela 37. Conhecimentos conceptuais, procedimentais e atitudinais associadas ao momento de
comunicação... 131 Tabela 38. Caracterização da argumentação ética dos alunos, antes e após a implementação da
estratégia EPP, relativamente ao consumo de galinhas transgénicas... 138 Tabela 39. Caracterização da argumentação ética dos alunos, antes e após a implementação da
estratégia EPP, relativamente à clonagem humana... 142 Tabela 40. Associação entre o critério usado e o meio de pesquisa selecionado pelos alunos.... 146 Tabela 41. Avaliação final do percurso EPP, a nível de grupo e tendo em conta o domínio de
abordagem ao problema... 164 Tabela 42. Avaliação final do percurso EPP, a nível individual...167 Tabela 43. Comparação entre os conhecimentos conceptuais da nossa investigação e os que
constam do programa de biologia de 12.º ano, manifestados pelos alunos... 168 Tabela 44. Comparação entre os conhecimentos procedimentais da nossa investigação e os que
constam do programa de biologia de 12.º ano, manifestados pelos alunos... 169 Tabela 45. Comparação entre os conhecimentos atitudinais da nossa investigação e os que
constam do programa de biologia de 12.º ano, manifestados pelos alunos... 170 Tabela 46. Comparação entre a terminologia associada ao TP da nossa investigação e aquela que consta do programa de biologia de 12.º ano, manifestada pelos alunos... 171 Tabela 47. Relação entre o número de aulas dispendidas com a implementação da estratégia EPP e o gasto total de aulas com a disciplina de biologia... 172 Tabela 48. Total dos conhecimentos incluídos no programa de biologia de 12.º ano, bem como o
número de conhecimentos diretamente associados aos domínios abordados pelos alunos. 172 Tabela 49. Identificação de limitações e respetivas sugestões para serem ultrapassadas... 175 Tabela 50. Identificação de potencialidades... 181
1
1. Introdução
Sumário
Iniciamos esta tese identificando a problemática em estudo, contextualizando-a e identificando as razões que a tornam pertinente e atual, em termos de investigação educacional. Nesse sentido, o capítulo introdução encontra-se dividido nas seguintes secções: contexto do estudo, questão e objetivos de investigação, importância da investigação, limitações da investigação, clarificação de termos e expressões, plano de trabalhos e organização da dissertação.
2
1.1. Contexto do estudo
Nos dias de hoje é consensual que a educação constitui um dos pilares essenciais da sociedade, uma vez que contribui de modo determinante para perspetivar o futuro de uma outra forma, reformulando estratégias e procedimentos, bem como alterando valores. Numa sociedade dominada pela ciência e pela tecnologia, a educação em ciências deverá assumir um papel central na inovação educacional, de modo a contribuir para que os futuros cidadãos vivam e tomem decisões fundamentadas, marcadas pelo humanismo, pela partilha, pelo diálogo, pela responsabilidade, pela cooperação, isto é, que leiam os acontecimentos e tomem decisões veiculadas por perspetivas éticas, em termos pessoais, sociais e ambientais.
É neste contexto que a investigação em didática tem crescido e se tem vindo a afirmar, nomeadamente com a publicação de numerosos trabalhos em várias vertentes do ensino das ciências. Consideramos, no entanto, que os quadros teóricos que se definem através da investigação em didática das ciências, só adquirem verdadeira relevância quando se implementam nas práticas docentes. As reformas curriculares, as estratégias e os materiais, por mais inovadores que sejam, dificilmente têm impacte na educação dos alunos se não forem “lidos” e implementados adequadamente pelos professores. É facto que, apesar de reconhecida a importância do conhecimento produzido, decorrente da investigação educacional, nem sempre se constata que tenha implicações nas práticas pedagógicas de sala de aula. Alguns estudos, como o de UDCUAB (2002), relatam mesmo a barreira entre aquilo que são os produtos da investigação educacional e as metodologias usadas em sala de aula, ou seja, o afastamento entre as universidades e as escolas de ensino básico e secundário. Como alertam Pombo e Costa (2009), os caminhos percorridos pelos profissionais da investigação e os da prática encontram-se, muitas vezes, de forma insuficiente. Apesar de reconhecidas as dinâmicas próprias da investigação e da prática, considera-se possível e viável o estabelecimento de relações de complementaridade e de cumplicidade, envolvendo professores e investigadores (Pombo & Costa, 2009). Deste modo, o trabalho colaborativo entre investigadores e profissionais dos níveis básico e secundário de ensino, poderá ser um contributo positivo no sentido da investigação produzir impacte nas práticas pedagógicas. Para Leite e Terrasêca (1993), a análise da educação tem sido feita, maioritariamente, por investigadores alheios ou afastados das instituições educativas e das escolas e, por outro lado, a teorização sobre as práticas pedagógicas tem sido pouco desenvolvida e não é muito conhecida dos professores. Apenas quando as vozes dos investigadores estiverem em sintonia com as vozes dos professores, se poderão criar reformas duradouras, aproximando os resultados da investigação às práticas (Keys & Bryan, 2001). A investigação didática ao nível das perspetivas de ensino e de aprendizagem tem evoluído muito, fruto dos avanços, não só da didática, como também de áreas relacionadas.
Num cenário internacional onde a investigação educacional tem apresentado os resultados positivos das abordagens inquiry ao ensino das ciências, em Portugal, o ensino por pesquisa (EPP) constitui a perspetiva de ensino e de aprendizagem que ganha destaque. No entanto, apesar de ser referência para estudos recentes em didática das ciências, bem como para os
3 programas escolares, verificam-se algumas lacunas ao nível de trabalhos de investigação que explorem a sua viabilidade e eficácia, no contexto real das práticas.
Com este trabalho pretendemos dar um contributo a todos os envolvidos no processo de ensino e de aprendizagem, no sentido de promover a implementação efetiva da perspetiva do EPP ao nível do ensino da biologia. A pertinência do objetivo global do presente estudo é reforçada pela escassez de investigação e vai no sentido de se obterem evidências concretas e convincentes que sublinhem a eficácia e a viabilidade de uma estratégia pedagógica construtivista, baseada na perspetiva de EPP, ao nível do ensino secundário da biologia.
Uma das evidências, ao longo dos onze anos de experiência educacional da autora, relaciona-se com a dificuldade de implementar estratégias de ensino e de aprendizagem direcionadas para a concretização dos objetivos que constam dos programas escolares, estratégias essas que sejam coerentes com as práticas reais dos cientistas e tenham em conta os resultados da investigação educacional mais recente.
Esta perceção conduziu a investigadora a algumas questões de natureza reflexiva, tais como: - como transpor para o contexto real de sala de aula, a perspetiva sobre o ensino das ciências (EPP), que norteia o principal documento orientador das práticas letivas ao nível dos ensino secundário da biologia e que atualmente é a perspetiva mais aceite pela comunidade científica?
- como contrariar a visão compartimentada de ferramentas metodológicas, como o trabalho de grupo, o trabalho prático, a resolução de problemas, os percursos investigativos, entre outros, sem esquecer as finalidades programáticas?
- como aceder aos produtos e ao processo de ensino e de aprendizagem do ponto de vista dos conhecimentos conceptuais, procedimentais e atitudinais?
- como promover a motivação dos alunos e dos professores ao nível do ensino secundário de biologia?
Estas questões reflexivas conduziram à formulação da questão de investigação que orienta esta tese.
1.2. Questão e objetivos de investigação
O presente estudo teve como finalidade contribuir para uma melhor compreensão dos processos de aprendizagem e das sinergias dos ambientes de aprendizagem gerados com vista a propor um quadro teórico sustentado sobre o ensino por pesquisa. Mediante o contexto anteriormente descrito, foi definida a seguinte questão de investigação: de que modo as estratégias baseadas na perspetiva de EPP podem contribuir para a construção de conhecimento conceptual, procedimental e atitudinal por alunos de biologia do ensino secundário?
A investigação desenvolvida foi direcionada para os seguintes objetivos: i) analisar os resultados de implementação de uma estratégia de ensino e de aprendizagem baseada na perspetiva de ensino por pesquisa; ii) explorar obstáculos e potencialidades associadas à implementação de uma estratégia de ensino e de aprendizagem baseada na perspetiva de ensino por pesquisa, em articulação com o programa de biologia de 12.º ano.
4
1.3. Importância da investigação
A investigação que se apresenta e descreve neste trabalho, teve a sua origem nas dificuldades de implementação em contexto de sala de aula de uma perspetiva recente para o ensino das ciências – o ensino por pesquisa (EPP). Apesar de diversos autores realçarem o importante papel que o trabalho de pesquisa desempenha, enquanto recurso de ensino e de aprendizagem das ciências, alguns deles defendem que a sua implementação não decorre da melhor forma, pelo que os resultados esperados acabam por não ser atingidos (Baldaia, 2004; Silva, 2011).
Numa tentativa de alertar para a falta de estudos ao nível do contexto das práticas, reconhecendo que os objetivos educacionais atuais são diferentes dos tradicionais, Galvão e Praia (2009) salientam que é necessário incorporar metodologias ainda não suficientemente exploradas. Como desenvolveremos mais adiante, o EPP é uma perspetiva sobre o ensino das ciências, sobre a qual ainda existem poucos trabalhos publicados, em especial, no âmbito do ensino secundário e do ponto de vista dos alunos.
A nível internacional, esta perspetiva é coerente com aquilo que se denomina de inquiry approach, cujos estudos de investigação começam recentemente a multiplicar-se, e com resultados bastante promissores (Keys & Bryan, 2001). No entanto, Anderson (2002) e Keys e Bryan (2001) salientam que a investigação ainda é reduzida, nomeadamente, ao nível da dinâmica deste tipo de ensino e do modo como pode ser levado a cabo. É preciso desenvolver estratégias de ensino e de aprendizagem baseadas no inquiry e demonstrar que isso se traduz numa melhor compreensão da ciência e de conceitos científicos, pelos alunos, por comparação com a implementação de estratégia de cariz mais transmissivo (Crawford, 2007).
Há poucos estudos de investigação ao nível da sala de aula, nomeadamente sobre as práticas dos professores e na sua influência na construção de explicações científicas pelos alunos (Keys & Bryan, 2001; McNeill & Krajcik, 2008); para além disso, muitos professores de ciências podem não ter a perícia suficiente e necessária para criar um ambiente de aprendizagem baseado no inquiry (McNeill & Krajcik, 2008).
Como referem Rodrigues e Borges (2008), com o final do século XX a educação científica atingiu um status incontestável e, em especial, o ensino via inquiry possui um grande espectro enorme de argumentos em seu favor, no entanto, é preciso conhecer mais sobre esta perspetiva de ensino. Nos últimos anos têm surgido avanços ao nível teórico do inquiry (salientamos, por exemplo, os trabalhos coordenados por Spronken-Smith e Walker, na Nova Zelândia e por Levy, em Inglaterra), no entanto, verifica-se que muitos dos estudos efetuados são feitos ao nível do ensino superior, não integrando, desta forma, as especificidades associadas ao nível do ensino não superior e concretamente, para Portugal.
A nível nacional, destacamos trabalhos como o de Lucas e Vasconcelos (2005), onde se pretendem analisar situações de EPP focalizando-se nos professores. Apesar de não existir uma real dissociação, consideramos escassos os estudos que se debruçam sobre a perspetiva dos alunos. De entre esses trabalhos, relembramos aqueles que ilustram “genuínos percursos de
5 pesquisa” (Cachapuz, Praia & Jorge, 2002, p.197) ao nível do 1.º ciclo e do 2.º e 3.º ciclos do ensino básico, nas disciplinas de geologia e de química.
Numa investigação ao nível do ensino secundário, Silva, Leite e Fernandes (2010) salientam os constrangimentos na concretização do currículo, identificados pelos autores dos programas de biologia e geologia, e de biologia, a saber, constrangimentos externos, decorrentes de medidas de caráter organizativo e de falta de alinhamento com os exames nacionais; aspetos relacionados com o processo de elaboração dos programas e com a forma como estão estruturados, e uma certa dificuldade dos professores na operacionalização dos princípios e conceções teóricas do currículo. Para Silva et al. (2010), esta última constatação está associada às possibilidades de interpretação e de atribuição de outros significados a que as propostas da tutela estão sujeitas no contexto da prática. Concluem os autores, que as práticas continuam afastadas das orientações curriculares pois os professores, não sendo recetáculos passivos dos documentos oficiais, reinterpretam-nos e adaptam-nos de acordo com as suas experiências, valores e interesses. Como defendem Cachapuz, Gil-Perez, Carvalho, Praia e Vilches (2005) a chamada renovação do ensino de ciências implica não só uma renovação epistemológica dos professores, mas também uma renovação didático-metodológica das suas aulas, sendo urgente um novo posicionamento do professor nas suas aulas e a construção de materiais coerentes com uma proposta de ensino como investigação. A falta de investimento na investigação didática ao nível do desenvolvimento de recursos didáticos que sustentem a filosofia decorrente da investigação em educação em ciências, sugere que se devem conduzir projetos de investigação onde esses recursos didáticos sejam concebidos, produzidos e validados (Martins, 2002). Pretendem-se materiais voltados para os alunos e outros destinados aos professores, com orientações claras e dirigidas para as atividades com a turma (Praia, Gil-Pérez & Vilches, 2007).
Na sua investigação relativa a políticas e práticas curriculares na biologia e geologia do ensino secundário, Silva (2011) conclui que ficam em aberto aspetos que justificam muitas reflexões e alguns questionamentos que podem conduzir a novas trajetórias de pesquisa; de entre essas novas trajetórias de pesquisa salienta-se uma hipótese de investigação em que se assumam os alunos como sujeitos centrais do estudo e que vise construir conhecimento acerca do modo como eles percecionam o currículo e os processos do seu desenvolvimento bem como do papel que atribuem a si mesmos nesse processo. Citando o autor “são ainda muito poucos os estudos que assumem como sujeito central da investigação os alunos” (Silva, 2011, p. 234).
A experiência da investigadora, enquanto docente do ensino básico e secundário, leva-a a crer que ainda há poucos professores a implementar estratégias baseadas no EPP nas suas práticas de ensino, o que nos remete para a tentativa de perceber o que estará por trás desta attitude e de identificar os obstáculos que se colocam à implementação de práticas coerentes com a filosofia atual dos programas escolares.
Sobre a importância da presente investigação, destacamos alguns aspetos que nos parecem essenciais:
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i) O futuro da espécie humana e do ambiente está dependente da construção de conhecimentos biológicos.
ii) Os desafios que se colocam à educação em ciências, em particular à educação em biologia, remetem para a importância de uma reflexão profunda sobre as estratégias de ensino e de aprendizagem implementadas, no sentido de se romper com práticas que incentivam e sobrevalorizam a passividade e a memorização.
iii) A identificação de obstáculos e potencialidades representa um avanço no sentido da implementação efetiva da perspetiva sobre o ensino e a aprendizagem das ciências que atualmente gera mais consenso.
iv) A construção de dispositivos pedagógico-didáticos que auxiliem o professor na construção de estratégias de ensino e de aprendizagem baseados na perspetiva de EPP é essencial para aproximar as linhas teóricas do EPP ao contexto real das práticas.
1.4. Limitações da investigação
Durante esta investigação deparámo-nos com alguns obstáculos que, de alguma forma constituíram limitações ao nosso estudo. De entre as referidas limitações, salientamos as seguintes:
i) a escolha do professor colaborador
Ao contrário daquilo que era nossa intenção inicial, o estudo empírico não foi conduzido na Escola Secundária/3.º Ciclo de Vouzela, uma vez que foi constatada uma total indisponibilidade, por parte dos professores auscultados (nomeadamente da professora que colaborou no estudo piloto), para participar neste estudo. Seguiram-se contactos com outras escolas, sem sucesso. Os argumentos apresentados remetiam, quase sempre, para o impacte negativo que a participação no estudo poderia ter na avaliação de desempenho do docente. De facto, o ano letivo em que decorreu a implementação do estudo empírico (2008/09) foi caracterizado por uma grande instabilidade ao nível das escolas públicas de Portugal, principalmente pela introdução de alterações ao nível da avaliação de desempenho docente (Decreto-Lei 15/2007). Foram ainda apontadas razões que se prendiam com o tempo que a estratégia de ensino e de aprendizagem iria exigir, quer a alunos, quer a professores. A única professora que se mostrou disponível para colaborar no nosso estudo foi uma “professora titular” (estatuto atribuído de acordo com a legislação à data em vigor) cuja avaliação, nesse ano letivo, não teria grande impacte na sua progressão académica.
ii) o tempo disponível para implementação do estudo empírico
A concordância da professora colaboradora foi obtida em data muito próxima do início do ano letivo, pelo que, não foi possível levar a cabo algumas reuniões prévias, de cariz formativo. Apesar de ponderado, justificamos a nossa opção em não adiar a implementação do estudo empírico, quer mediante os resultados do estudo piloto, quer por questões inerentes à condição de bolseira da investigadora e de equiparada a bolseira sem vencimento do Ministério da Educação.
7 Há ainda a considerar as limitações inerentes às técnicas de recolha de dados e à pesquisa desenvolvida pelos alunos. A recolha de dados incluiu o recurso a mensagens de correio eletrónico entre os alunos, a professora colaboradora e a investigadora. No entanto, houve situações, em que não foi possível aceder à internet, a partir da escola, pelo que houve necessidade de fazer alguns ajustes.
Apesar das limitações, consideramos que o estudo permitiu concretizar, com sucesso, os objetivos definidos para a presente investigação.
1.5. Clarificação de termos e expressões
Por forma a facilitar a leitura deste documento, optámos por utilizar algumas expressões abreviadas, acrónimos ou siglas. Apresentamos, inicialmente, aquelas que consideramos usadas de forma mais comum:
• CTS – ciência, tecnologia e sociedade
• CTSA – ciência, tecnologia, sociedade e ambiente
• CNE – conselho nacional de educação
• NSES – national science education standards
• TC – trabalho de campo
• TE – trabalho experimental
• TG – trabalho de grupo
• TL – trabalho laboratorial
• TP – trabalho por pesquisa
• EPT – ensino por transmissão
• EPD – ensino por descoberta
• EMC – ensino por mudança conceptual
• EPP – ensino por pesquisa
• IBL – inquiry based learning
• OGM – organismos geneticamente modificados
• RES – reforma do ensino secundário
De seguida, apresentamos aquelas que consideramos mais específicas do trabalho por nós desenvolvido:
• estratégia EPP - estratégia pedagógica de ensino e de aprendizagem baseada na
perspetiva de ensino por pesquisa
• P – momento de problematização
• Mp – momento de planificação
• Md – momento de desenvolvimento
• Mc – momento de comunicação
• Ma – momento de avaliação
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• fd – ficha de avaliação diagnóstica
• cra – caderno de registos dos alunos
• mce – mensagens de correio eletrónico enviadas pelos alunos à investigadora
• aa1ºp – autoavaliação de final de 1.º período
• goc – grelha de observação da comunicação
• rip - reflexão individual dos alunos sobre o percurso
• rpc - reflexão final da professora colaboradora
• cri - caderno de registos da investigadora
• dg - documentos gerais
1.6. Plano de trabalhos
A investigação decorreu entre o ano de 2007 e o ano de 2012. No ano letivo 2006/07, a investigadora frequentou o ano curricular e nos anos seguintes desenvolveu as atividades que constam da tabela 1.
Tabela 1. Plano de trabalhos que norteou a investigação
datas 2007 2008 2009 2010 2011 2012 set - dez jan - jul set - dez jan - mai jun - jul set - dez jan - jul jan - jul jan - jul revisão bibliográfica
planificação geral das atividades, de acordo com as ideias preconizadas pelo EPP
*
elaboração e validação dos materiais de recolha de dados;
estudo piloto *
reformulação da estratégia
baseada na perspetiva de EPP * reformulação e validação dos
materiais de recolha de dados * * implementação do estudo
empírico * * *
recolha e tratamento de dados;
interpretação de resultados; * * * * * *
redação da tese
Nota. Os meses do ano encontram-se abreviados.
A revisão bibliográfica, iniciada em 2007, prolongou-se durante toda a investigação, sendo que inicialmente foi mais abrangente e na fase final, foi mais circunscrita. A planificação da estratégia de ensino e de aprendizagem, de acordo com as ideias preconizadas pelo EPP, decorreu ainda
9 em 2007. De janeiro a julho de 2008, procedeu-se à elaboração e validação dos materiais de recolha de dados e à implementação do estudo piloto. Ainda no ano de 2008, procedeu-se à reformulação da estratégia baseada na perspetiva de EPP, bem como dos materiais de recolha de dados e posterior validação. No ano letivo seguinte (iniciado em setembro de 2008) foram concluídas as reformulações anteriormente referidas e realizou-se o estudo empírico. A recolha e o tratamento dos dados foram iniciados em 2008/09. O tratamento dos dados e a interpretadção dos resultados estenderam-se de 2010 a 2011. Relativamente à redação da tese esta decorreu numa fase alargada no tempo, com mais incidência na parte final da investigação (de setembro de 2011 a julho de 2012).
1.7. Organização da dissertação
O presente trabalho é constituído por 6 capítulos. No primeiro capítulo (introdução) é feita uma contextualização do estudo, explicita-se a questão de investigação e os objetivos, salienta-se a importância da investigação e apontam-se algumas limitações ao estudo desenvolvido. Ainda no primeiro capítulo são clarificados alguns termos e/ou expressões usados ao longo da dissertação, apresenta-se o plano geral dos trabalhos desenvolvidos e a forma como se organizou o presente documento.
No segundo capítulo (revisão bibliográfica), é feita uma revisão da bibliografia associada, dando especial relevo aos estudos mais recentes sobre o EPP, os momentos decorrentes da sua implementação e os conhecimentos científicos que se pretende que os alunos desenvolvam.
No terceiro capítulo (metodologia), para além da natureza e desenho do estudo, são definidos os conhecimentos em análise, bem como a sua relação com o programa de biologia de 12.º ano. Neste capítulo são apresentados os materiais de recolha de dados e descritos os procedimentos de análise a que foram sujeitos.
O quarto capítulo (resultados) inclui a apresentação e análise dos resultados, quer ao nível processual e de produtos, quer ao nível da articulação com o programa de biologia de 12.º ano. O capítulo 4 termina com uma avaliação final da implementação da estratégia EPP e com a descrição dos obstáculos e das potencialidades identificados.
No quinto capítulo (considerações finais) são tecidas algumas considerações decorrentes do desenvolvimento do estudo implementado e apresentadas algumas sugestões para futuras investigações.
No sexto capítulo (referências) é apresentada uma listagem das referências bibliográficas que sustentaram a investigação, seguindo as normas da american psychological association, na sua
6.ª edição1.
Cada capítulo tem início com um pequeno sumário dos assuntos tratados e finaliza com uma síntese, por forma a organizar e destacar as principais ideias. No capítulo dos resultados, a síntese é substituída pela avaliação final, exceto naquilo que diz respeito à articulação com o
1 http://www.apastyle.org/
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programa de 12.º ano e à identificação de obstáculos e potencialidades decorrentes da implementação da estratégia EPP.
A redação do presente documento respeitou o dicionário da Língua Portuguesa da porto editora, na sua 8.ª edição (1999) e está em conformidade com o novo acordo ortográfico da língua
portuguesa, tendo sido revisto mediante o programa lince2.
Síntese
A necessidade de aproximar os resultados da investigação educacional ao contexto das práticas, nomeadamente ao nível das perspetivas mais recentes sobre o ensino das ciências, estão na base do presente estudo. Com experiência ao nível da docência nos ensinos básico e secundário, a investigadora levou a cabo um estudo, entre 2007 e 2012, que pretendeu ser um contributo para a implementação efetiva de estratégias de ensino e de aprendizagem baseadas na perspetiva de EPP, ao nível do ensino secundário de biologia.
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2. Revisão bibliográfica
Sumário
O presente capítulo pretende ser uma revisão dos referenciais teóricos que sustentam a investigação aqui descrita. Encontra-se dividido nas seguintes partes: importância da formação científica, o ensino das ciências – caso particular da biologia, diferentes perspetivas sobre o ensino das ciências, competências versus conhecimentos, conhecimentos científicos que os alunos devem desenvolver, análise do conhecimento científico e a biologia no ensino secundário.
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2.1. Importância da formação científica
A sociedade atual é dominada pela ciência e pela tecnologia, razão pela qual é relativamente simples compreender a necessidade de formação dos cidadãos ao nível de conhecimentos científicos básicos, considerados essenciais a todas as pessoas. Como refere Bizzo (2002), o domínio dos fundamentos científicos é, hoje em dia, indispensável para que se possam realizar tarefas tão triviais como ler um jornal ou assistir à televisão. Na declaração sobre a ciência e a utilização do conhecimento científico, resultante da conferência mundial sobre ciência, em Budapeste, os participantes consideraram que, no século XXI, a ciência deve constituir-se como um bem partilhado, de modo a beneficiar todos os povos numa base de solidariedade (UNESCO, 1999). Os participantes da referida conferência consideraram ainda, que a ciência representa um poderoso recurso para a compreensão dos fenómenos naturais e sociais e que o seu papel será maior, à medida que a complexidade do relacionamento entre a sociedade e o ambiente for melhor compreendida (UNESCO, 1999).
A educação para a cidadania, ou seja, a preparação intelectual e afetiva dos indivíduos para o desempenho consciente dos seus papéis numa sociedade democrática através da construção de conhecimentos e da promoção de capacidades, valores e atitudes, constitui uma das finalidades de qualquer sistema de ensino (Reis, 2008). Deste modo, a escola constitui o principal recurso na educação para a cidadania, onde é demonstrado e praticado o exercício de direitos, responsabilidades e deveres (Reis, 2008). Uma das principais metas a alcançar, com grande contributo da escola é, segundo Bizzo (2002), reconhecer a real possibilidade de entender o conhecimento científico e a sua importância na formação dos alunos, uma vez que ele contribui efetivamente para a ampliação da capacidade de compreensão e atuação no mundo em que vivemos. Deste modo, ensinar ciências no mundo atual deve constituir uma das prioridades para todas as escolas, que devem investir na edificação de uma população consciente e crítica diante das escolhas e decisões a serem tomadas. Todo o cidadão deve saber usar o conhecimento básico para tomar decisões individuais e sociais; conhecer, valorizar e usar a tecnologia na sua vida pessoal; reconhecer as vantagens e as limitações da ciência e da tecnologia; desenvolver capacidades, atitudes e valores que lhe permitam adaptar-se a um mundo em mudança (Martins & Veiga, 1999).
As sociedades atuais vêem-se confrontadas com questões sócio-científicas com impacto imediato na integridade física, ética e moral dos cidadãos (ME, 2004). São exemplos disso, as polémicas que envolvem a manipulação de gâmetas e embriões humanos, a clonagem ou o consumo de alimentos geneticamente modificados. A ciência não é, portanto, uma atividade neutra e, como tal, necessita de um controlo social que, numa perspetiva democrática, implique uma parcela cada vez maior da população, mais concretamente, ao nível das tomadas de decisão sobre ciência e tecnologia (Santos & Mortimer, 2001). Como salientam Gil-Pérez e Vilches (2006) a preparação dos cidadãos para a tomada de decisões é uma necessidade fundamentada e não constitui uma ingénua pretensão. Torna-se pois evidente, a correlação positiva, nas sociedades
13 democráticas, entre o exercício da cidadania e a capacidade dos cidadãos avaliarem criticamente as implicações da ciência e da tecnologia, nessas mesmas sociedades (Reis, 2007).
Cachapuz, Paixão, Lopes e Guerra (2008) referem como seguras as ideias de Morin e Le Moigne de que atualmente a ciência está no centro da sociedade, o conhecimento científico e o conhecimento técnico se estimulam mutuamente, de que é preciso distingui-los mas não dissociá-los e de que o verdadeiro problema moral tem origem nos diversos poderes provenientes da ciência. Na visão de Dewey (citado por Kruckeberg, 2006) a importância de aprender ciência radica na necessidade de manutenção e desenvolvimento das sociedades democráticas. Construir ideias em ciência torna-se num processo de aprender a pensar em termos de sistema, que em parte podemos controlar, mas que na sua totalidade nos conduz a uma enorme responsabilidade pelas ações que temos no mundo. A necessidade de controlo público da ciência e da tecnologia,
aliada à ideia de que a ética3 é construída histórica e socialmente, a partir das relações coletivas
dos seres humanos, leva a que Pereira e Silva (2008) afirmem que a escola é uma das, senão a mais importante, responsáveis pela formação ética do indivíduo. Deste modo, a escola deverá constituir um espaço promotor do desenvolvimento da responsabilidade social e de comportamentos orientados por princípios éticos. Nas palavras de Santos e Mortimer (2001), a referida instituição deve assumir a sua responsabilidade ao nível da formação integral de cada cidadão, baseada numa conceção ética de responsabilidade solidária.
No entanto, para que seja possível à escola, estimular a responsabilidade social e comportamentos orientados por princípios éticos, é necessária uma combinação de conhecimentos, interesses e atitudes, e está dependente de experiências curriculares adequadas (Reis, 2007). As formas de aprender e ensinar são (mais uma) parte da cultura que todos devemos aprender e alteram-se com a própria evolução da educação e dos conhecimentos que devem ser ensinados (Pozo & Gómez, 2004). Na sociedade de informação, a escola já não é a fonte primária, e às vezes nem sequer a principal fonte de conhecimentos para os alunos, em muitos domínios. Por vezes, a informação que chega aos alunos é muita, mas muitas vezes também é superficial, fragmentada e às vezes deformada. Tendo em conta a velocidade com que os conhecimentos científicos e tecnológicos evoluem, verifica-se um permanente confronto dos jovens com uma grande quantidade de informações que têm dificuldade em processar, acabando muitas vezes por reter alguns conhecimentos parcelares (Oliveira, 1991). Deste modo, os contextos de mudança constante e a necessidade de adaptação permanente a novos cenários exigem uma crescente qualidade educacional ao nível do desenvolvimento de competências científicas, que possam ser postas em prática ao longo da vida. Aquilo que os alunos de educação científica precisam, não é tanto de informação, mas sobretudo da capacidade de a organizar, selecionar e interpretar. Não se trata de fornecer aos alunos conhecimentos como se estes fossem verdades acabadas, mas de os ajudar a construir o seu próprio ponto de vista, a sua verdade particular a partir de tantas verdades parciais (Pozo & Gómez, 2004). A literacia científica é uma
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exigência da própria democracia (Bossler, Baptista, Freire & Nascimento, 2009), pois só desta forma serão dadas aos indivíduos ferramentas suficientes para, por exemplo, compreenderem e seguirem debates científicos ou discutirem questões tecnológicas. A escola tem a missão de habilitar os indivíduos para a sua sobrevivência na sociedade, preparando-os não só para a responsabilidade que assumem nesta, como também para o mundo do trabalho.
A democratização do ensino das ciências, objetivo declarado de muitos governos e autoridades, aguarda ainda soluções de diversos problemas nas relações ensino-aprendizagem, uma vez que é forçoso admitir que os resultados educacionais não têm sido promissores (Bizzo, 2002). Se nos anos 60 e 70, o importante era “ensinar mais e melhor ciência”; nos anos 80 surge a necessidade da generalização (naquilo que se denominou de “ciência para todos os cidadãos”), como meio de democratizar o uso político e social da ciência; já a partir dos anos 90 reafirma-se o contributo do “ensino das ciências para a formação geral dos cidadãos” (Paixão, 1998).
Apesar de, nos últimos anos, os currículos de ciências terem sofrido grandes mudanças, acompanhando não só a própria evolução da ciência, como também as alterações a nível social, cultural, económico e político (Freire, 1993, citado por Bossler et al., 2009), é provavelmente consensual para educadores, cientistas e poder político que os resultados alcançados pela aprendizagem da ciência escolar não satisfazem os objetivos de educação das sociedades atuais (Martins, 2002). Estudos internacionais como o PISA 2006 (Programme for International Student Assessment) revelam os fracos resultados ao nível de competências, conhecimentos e atitudes manifestados por alunos de quinze anos, de diversos países, nomeadamente de Portugal (OCDE, 2007). Os resultados PISA 2009 (OCDE, 2010) salientam uma evolução positiva dos resultados dos alunos portugueses com desempenho mais fraco, relativamente ao período de 2000 a 2009.
Torna-se pois urgente que o ensino das ciências ganhe protagonismo, no sentido de dotar os nossos alunos, futuros cidadãos, de ferramentas básicas que lhes permitam “aprender a pensar” e fazer escolhas ou tomar decisões baseadas numa cidadania consciente e responsável. Para que tal aconteça, Almeida e César (2006) salientam a urgência em mudar as práticas de sala de aula no sentido de implementar práticas socioconstrutivistas e interaccionistas, de forma a atribuir ao aluno um papel social relevante na construção do seu conhecimento e permitindo criar uma imagem dinâmica de construção de ciência.
2.2. O ensino das ciências – o caso particular da biologia
Uma das muitas definições atribuídas à ciência refere que esta engloba, quer um corpo de conhecimentos, quer uma atividade com características muito próprias, cujo objetivo engloba a compreensão da natureza (Mayr, 1997). É ao nível dos objetivos que Bizzo (2002) distingue a ciência da disciplina escolar de ciências, sendo que a primeira procura resultados inéditos que possam explicar o desconhecido, e a disciplina de ciências tem como principal objetivo alcançar resultados planeados, para que o aluno possa entender o que é conhecido. A ciência sabe como procurar, mas não conhece os resultados de antemão; já no ensino, conhecem-se os objetivos a
15 encontrar, mas as discussões de como proceder para alcançá-los apontam para diferentes caminhos (Bizzo, 2002).
Cachapuz et al. (2008) defendem, no seu artigo de revisão, a adoção de um posicionamento sócio-construtivista do conhecimento científico e a sua inerente abordagem através de problematização contextualizada, apetrechando os cidadãos com o conhecimento, as capacidades e os valores da ciência e tecnologia para tomarem decisões mais informadas, nos contextos sociais e humanos. Investigadores como João Caraça, reconhecem que no ensinar a aprender ciência é tão importante a informação que se transmite, aquilo que se afirma sobre o que se sabe, como o método pelo qual esse conhecimento foi obtido (CNE, 2007). Vivenciando a maneira como o conhecimento se constrói, o aluno poderá conseguir distinguir o conhecimento científico de qualquer outro que vem nos livros ou nas revistas, e que não tem nenhuma característica especial que o distinga (CNE, 2007).
Dadas as suas características, a biologia assume um papel relevante na construção da sociedade e da cultura pelo que, não poderá deixar de ser uma componente essencial na educação, nomeadamente, ao nível do desenvolvimento das competências que se consideram essenciais para cada cidadão (Veríssimo & Ribeiro, 2001). As intensas transformações que as ciências experimentaram durante o século XX, particularmente na biologia, fazem com que muitos investigadores considerem o século XX como o século da biologia (Aleixandre, 2007a). A biologia corresponde a uma área de conhecimento de extrema importância para a resolução de problemas políticos, climáticos, populacionais, entre outros. Grandes decisões relativas a temas como poluição ou doenças, envolvem sempre o conhecimento de conceitos biológicos básicos (Mayr, 1997). A tomada de consciência dos desequilíbrios ecológicos desencadeados pela ação humana, o aumento populacional e o estilo de vida capitalista-consumista, impõem à escola e à sociedade a revisão de cada uma destas situações, de modo a assegurar a sobrevivência, com qualidade ambiental, do planeta e do ser humano (Busato, 2001).
Neste contexto, o ensino da biologia, na atualidade, extrapola a função de simplesmente contribuir para a aquisição de cultura geral pelo adolescente, mas antes deve constituir-se num momento de tomada de consciência, um espaço de reflexão e discussão que permitirão o seu posicionamento frente a questões, tais como: a manipulação genética com implicações na agricultura, na zootecnia e na medicina, e respetivas questões éticas e morais (Busato, 2001).
Mayr (1997) defende que os problemas em biologia têm, normalmente, uma causalidade plural, ou seja, um problema biológico pode ter mais do que uma explicação causal, o que justifica aquilo que os biólogos explicam como causa múltipla e teorias probabilísticas (Mayr, 1997). A biologia partilha com as outras ciências o facto de colocar perguntas sobre o mundo natural e tratar de eleger a resposta mais adequada entre várias possíveis, tendo em conta os dados disponíveis mas, esta eleição e busca de dados, conta com aspetos metodológicos particulares que há que ter em conta (Aleixandre, 2007a).
A aplicabilidade da biologia representa um grande desafio, para promover a construção do saber alicerçada numa metodologia de ensino vinculada à realidade do dia a dia do aluno,
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procurando a compreensão do todo e intervindo de modo inovador (Busato, 2001). Mais do que fornecer informações, é fundamental que o ensino da biologia se volte para o desenvolvimento de competências que permitam ao aluno lidar com as informações, compreendê-las elaborá-las, refutá-las, para compreender o mundo e nele agir com consciência crítica e autonomia, exercendo assim a sua cidadania (Busato, 2001).
Em muitas situações, os professores possuem uma visão empirista da ciência que ensinam e, como tal, estão mais preocupados com a aprendizagem de conteúdos científicos do que com as capacidades, atitudes e valores (Lucas & Vasconclelos, 2005). Os professores colocam a ênfase do ensino na instrução, valorizando a aquisição conceptual de um determinado conteúdo temático e, apesar de admitirem que os alunos já possuem algumas informações quando chegam à escola, não desenvolvem estratégias metodológicas que se adaptem aos alunos, adotando estratégias que favorecem o isolamento de conceitos e a memorização, no sentido de situarem e direcionarem os alunos (Lucas & Vasconcelos, 2005). Apesar de reconhecida a sua importância, o ensino da biologia é frequentemente um ensino teórico, fragmentado e memorístico, pouco favorecendo a apropriação do conhecimento científico pelos alunos (Lucas & Vasconcleos, 2005). Para além disso, o ensino da biologia tem-se desenvolvido numa matriz disciplinar, ignorando os aspetos sociais, afetivos e ético-valorativos do conhecimento (Baldaia, 2004).
2.3. Diferentes perspetivas sobre o ensino das ciências
Uma perspetiva de ensino corresponde, segundo Jiménez Aleixandre (1996) (citado por Lucas & Vasconcelos, 2005), a um plano estruturado e fundamentado no sentido de configurar o programa curricular, desenvolvendo estratégias metodológicas e construindo materiais didáticos com o objetivo de orientar o ensino. Assim, as perspetivas de ensino podem ser definidas em função dos princípios em que se fundamentam utilizando quatro vertentes: (i) vertente
epistemológica4; (ii) vertente sociológica; (iii) vertente psicológica e, (iv) vertente
didático-pedagógica (Lucas & Vasconcelos, 2005).
Influenciadas pelos resultados de investigação nas áreas atrás mencionadas, as conceções e as práticas de ensino e de aprendizagem, na área das ciências, têm evoluído muito (Lucas & Vasconcelos, 2005; Vasconcelos, Praia & Almeida, 2003). Diversos estudos de investigação reconhecem vantagens e limitações às várias perspetivas sobre o ensino das ciências.
A figura 1 apresenta um resumo de diferentes perspetivas de ensino.
2.3.1. Do ensino por transmissão ao ensino por pesquisa
O ensino por transmissão (EPT) fundamenta-se na epistemologia empirista (empirismo clássico), segundo a qual a ciência é um corpo de conhecimentos fechado, imutável e que cresce por acumulação (Lucas & Vasconcelos, 2005).
17 Características de diferentes perspetivas de ensino
Figura 1. Caracterização das perspetivas de ensino EPT, EPD e EMC, nas vertentes epistemológica, psicológica, social e didático-pedagógica (adaptado de Lucas & Vasconcelos, 2005).
Vertente epistemológica: empirismo clássico
Vertente psicológica: aprendizagem por aquisição factual
Vertente sociológica: professor ativo; aluno passivo
Vertente didático-pedagógica: pedagogia transmissiva; avaliação
normativa EPT Vertente epistemológica: empirismo/indutivis mo
Vertente psicológica: aprendizagem por apropriação do método científico
Vertente sociológica: aluno como “pequeno cientista”
Vertente didático-pedagógica: pedagogia dirigida; avaliação dos
processos EPD Vertente epistemológica: racionalismo contemporâneo
Vertente psicológica: aprendizagem significativa de conceitos; valorização
das conceções alternativas Vertente sociológica: professor
reflexivo e investigativo
Vertente didático-pedagógica: pedagogia ativa com feedback intencional; avaliação formativa e
sumativa EMC
