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Ensino de Ciências do empirismo ao construtivismo

Profª Tathiane Milaré

“os educadores em ciências, que anteriormente imaginavam saber a melhor forma de ensinar, são levados, ao final dos anos 70, a buscar os porquês e os ‘como’ do processo de ensino-

aprendizagem”

Como os alunos aprendem os conceitos

científicos?

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Construtivismo campo epistemológico (filosófico)

Superação do Empirismo

Reflexão sobre o processo de construção da Ciência

O conhecimento é construído, progressivamente, pelas interações que estabelecemos

As teorias precedem as observações, influenciando-as

Ciência: não é linear; processo dinâmico; sujeito a mudanças

contribuições da psicologia cognitivista

visão epistemológica racionalista de Ciência

A Ciência deixa de ser considerada objetiva e neutra

Ciência:

teorias e/ou modelos com propósitos explicativos e previsivos

construção humana

provisória

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Ciência Prática Docente

Como ensinar Ciências

Uso da experimentação

Avaliação

Construtivismo Educacional

Estudos de Piaget

Marco: Movimento das Concepções Alternativas (MCA) – décadas de 70 e 80

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Alguns consensos construtivistas

O aluno deve participar ativamente das atividades de ensino para sua aprendizagem.

É importante que o professor conheça as ideias de seus alunos.

O diálogo possui um papel importante nos processos de ensino e aprendizagem.

MCA: alguns consensos

Os alunos constroem por si mesmos uma variedade de teorias (concepções) acerca das coisas da natureza.

As concepções freqüentemente são diferentes das científicas.

As idéias dos alunos são resistentes a mudanças, funcionam como obstáculo à aprendizagem escolar.

O ensino escolar tem sido ineficaz em fazer com que os alunos construam conceitos cientificamente aceitos.

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[...] Peguei um béquer transparente cheio de água. Mergulhei

a batata ainda presa na extremidade da mola nessa água. O

indicador da mola estava sem carga. Aí eu perguntei para a

turma: por que isso ocorreu? Esperava aquela resposta

clássica: o empuxo da água devia fazer com que a batata

flutuasse, como ocorre quando a gente está numa piscina

ou numa banheira. Pois bem, antes desse tipo de resposta

acontecer, um menininho de nove anos afirmou: “isso

ocorreu porque a gravidade não atravessa a água”. Fiquei

espantado [...] com o modelo que aquele menino havia

construído sobre a gravidade[...]

ZANETIC, J. Ciência, seu desenvolvimento histórico e social – implicações para o ensino. In: SÃO PAULO. Secretaria da Educação. CENP. Ciências na escola de 1º grau: textos de apoio à Proposta Curricular. São Paulo:SEE, 1990, p.7-19.

Astronomia

O Planeta não é esférico e não está no espaço

O Planeta é plano e o céu é paralelo

A Terra não é a fonte da força gravitacional

A Terra é esférica, oca e as pessoas vivem dentro dela

A gravidade está relacionada à presença de atmosfera.

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Astronomia “Nos resultados do estudo realizado com uma amostra de dezessete

professores de Ciências entre 5º e 8º séries da rede pública de ensino de São Paulo, Leite (2002) mostra que a maioria deles

concebe a Terra como um objeto plano, bem como o Sol, a Lua e as estrelas. Outros entendem uma Terra esférica, porém com um

achatamento exagerado nos pólos. Quanto aos fenômenos astronômicos, tais como dia e noite, estações do ano, eclipses e

fases da Lua, observou-se excessiva dificuldade na articulação das respostas. Por exemplo, desde uma Lua que não gira até uma Lua com movimento de rotação tal que mostraria todas as suas faces.”

(p.4)

LANGHI, R.. Idéias de senso comum em Astronomia. In: Laerte Sadre Jr.; JaneGregorio -Hetem; Raquel Shida. (Org.). Observatórios Virtuais. São Paulo: Institutode Astronomia, Geofísica e Ciências - USP, 2005, v. CDROM, p. 1-9.

O entrevistador fornecia um lápis e papel em branco e solicitava para que o sujeito, além de

descrever como achava ser o planeta, elaborasse um desenho do mesmo. A partir do

desenho outras questões eram formuladas, como por exemplo:

- Onde nós estamos neste desenho?

- E o astronauta?

- - E as nuvens?

- - Se o astronauta soltar uma pedra de suas mãos, o que acontece?

NARDI, R.; CARVALHO, A.M.P. Um estudo sobre a evolução das noções de estudantes sobre espaço, forma e força gravitacional do planeta Terra. Investigações em Ensino de Ciências, v.1, n.2, p.132-144, 1996

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NARDI, R.; CARVALHO, A.M.P. Um estudo sobre a evolução das noções de estudantes sobre espaço, forma e força gravitacional do planeta Terra. Investigações em Ensino de Ciências, v.1, n.2, p.132-144, 1996

NARDI, R.; CARVALHO, A.M.P. Um estudo sobre a evolução das noções de estudantes sobre espaço, forma e força gravitacional do planeta Terra. Investigações em Ensino de Ciências, v.1, n.2, p.132-144, 1996

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Categorias de noções sobre a forma e gravidade da Terra. Fonte: Panzera e Thomaz (1995)

LANGHI, R.. Idéias de senso comum em Astronomia. In: Laerte Sadre Jr.; JaneGregorio -Hetem; Raquel Shida. (Org.). Observatórios Virtuais. São Paulo: Institutode Astronomia, Geofísica e Ciências - USP, 2005, v. CDROM, p. 1-9.

Energia

Conceito complexo e abstrato

Popularização do termo:

“Nescau, energia que dá gosto!”

Concepção antropocêntrica, em que a energia aparece associada somente com objetos vivos

Energia armazenada ou vista como sendo um agente causal armazenado em certos objetos

(reservatório)

Energia associada à força e movimento

Energia como combustível

Energia como um fluido, um ingrediente ou um produto

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Calor e temperatura

Calor e temperatura são a mesma coisa

Existem dois tipos de calor, frio e quente

Temperatura pode fluir de uma substância para outra

A temperatura de um objeto depende de seu tamanho

Os alunos usam o termo "contém de quente e frio“

Exemplos de concepções alternativas

Calor e temperatura

Calor e temperatura são a mesma coisa

Existem dois tipos de calor, frio e quente

Temperatura pode fluir de uma substância para outra

A temperatura de um objeto depende de seu tamanho

Os alunos usam o termo "contém de quente e frio“

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Exemplos de concepções alternativas em Química

Química e Energia

• Uma vela acesa é endotérmica, uma vez que o calor é necessário para iniciar a reação

• Formar uma ligação requer energia e a quebra de ligação libera energia

• Energia como um reagente

TASTAN, ÖZGECAN; YALÇINKAYA, EYLEM; BOZ, YEZDAN. Effectiveness of Conceptual Change Text-oriented Instruction of Students’ Understanding of Energy in Chemical Reactions. Journal of Science Education and Technology, v.17, n.5, 2008.

Estados Físicos da Matéria

Confusão com transformação química

Gases não possuem massa

Ideia de que as moléculas mudam de estado, têm cor, etc.

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Ligações Químicas

As ligações são conexões materiais ao invés de forças.

Metais e não-metais formam moléculas.

Cargas iônicas determinam a polaridade da ligação.

Compartilhamentos iguais do par de elétrons ocorrem ligações covalentes, tanto que as ligações covalentes são

apolares.

Átomos são ligados juntos para completar seus octetos.

As forças intermoleculares são forças dentro de uma molécula.

PABUÇCU, AYBÜKE; GEBAN, ÖMER. Remediating misconceptions concerning chemical bonding through conceptual change text. Journal of Education, v.30, p.84-92, 2006.

Equilíbrio Químico

As velocidades das reações sempre aumentam ao longo do tempo.

As concentrações dos reagentes e produtos no equilíbrio estão relacionadas por simples

aritmética (exemplo: as concentrações são iguais quando o coeficiente da equação coincide).

As mudanças nas condições de equilíbrio aumentam a velocidade de reação direta e

diminuem a inversa.

HACKLING, MARK; GARNETT, PATRICK. Misconceptions of chemical equilibrium. International Journal of Science Education, v.7, n.2, p. 205-214, 1985.

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Os estudantes possuem concepções alternativas resistentes à mudança.

Como concepções alternativas podem ser transformadas ou

substituídas?

Bibliografia

• BASTOS, F. et al. Da necessidade de uma pluralidade de interpretações acerca do processo de ensino e aprendizagem em ciências: re-visitando os debates sobre Construtivismo. In: Nardi, R.; BASTOS, F.; DINIZ, R.E.S. Pesquisas em Ensino de Ciências: contribuições para a formação de professores. São Paulo: Escrituras Editoras, 2004.

• MORAES, R. Construtivismo e Ensino de Ciências: reflexões epistemológicas e metodológicas. Porto Alegue: EDIPUCRS, 2000.

• POSNER, G.J.; STRIKE, K.A.; HEWSON, P.W.; GERTZOG, W.A. Acomodacion de un concepto cientifico: hacia uma teoria del cambio conceptual. In: PORLÁN, R.; GARCÍA, J.E.; CAÑAL, P. Construtivismo y Enseñanza de las Ciencias. Sevilla/ESP: Díada Editorial. p. 89-112. (Coleccion Investigación Y Enseñanza)

• RANGEL, A.P. Construtivismo: apontando falsas verdades. Porto Alegre: Editora Mediação, 2002. 79p.

• UFRN. Instrumentação para o Ensino de Química II. Programa Universidade à Distância. Natal: MEC/SED/UFRN. 13p.