Ensino de Ciências no 1ºCiclo do Ensino Básico

Ana Maria Freireafreire@fc.ul.pt

Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasCentro de Investigação em Educação

*Profesorado Europeo de Ciencias: Conocimiento Científico, Destrezas Linguisticas y Medios Digitales (PEC)

COMENIUS 2.1 Action Financed by Projecto Socrates 226641-CP-1-2005-1-ES-Comenius-C21

Relevância da Educação em Ciências

Académica Carreiras com base em C/T

Social Democracia

Economia Desenvolvimento Ciência e Tecnologia

Cultural Marco da Humanidade

(Cachapuz, 2007)

Finalidades de Ensino de Ciências Alunos

Contribuir para o desenvolvimento cognitivo, social, afectivo, estético e moral

Encorajar a flexibilidade e aprendizagem ao longo da vida Ciência

Divulgar a Ciência nas suas diferentes vertentes (substantiva, sintáctica, histórica, social e ética)

Fomentar a curiosidade pelo mundo natural promovendo o interesse pela inquirição em contextos relevantes e significativos

Discutir como a contribuição de diferentes pessoas, em difentes culturas, ao longo do tempo, têm influenciado o desenvolvimento da Ciência e da Tecnologia

Sociedade Contribuir para a formação de cidadãos informados e competentes

num mundo global Promover a preparação para a vida numa sociedade democrática Preparar os alunos de modo a sentirem-se confortáveis na sociedade

actual Contribuir para a produtividade económica Consciencializar os alunos sobre o papel da ciência para a segurança

nacional

Currículo Nacional do Ensino BásicoOrientações Curriculares para o Ensino das Ciências

Ênfase em aprendizagem contextualizada e promoção da perspectiva CTSA

Foco construtivista, valorizando abordagens de ensino centradas nos alunos como resolução de problemas, actividades laboratoriais de natureza investigativa e trabalho de projecto

Valorização da avaliação como aprendizagem

Desenvolvimento de Competências Gerais e Específicas

Desenvolvimento de Competências

Definição de competência Processo de activação de recursos (conhecimentos,

capacidades e estratégias) numa variedade de contextos e em situações problemáticas

( Perrenoud, 2003)

Domínio de Competências Específicas no Ensino das Ciências

Conhecimento (substantivo, processual e epistemológico)

Raciocínio Comunicação Atitudes

Ensinar para o Desenvolvimento de Competências

Conhecimento Substantivo

Usar conhecimento científico em direfentes situações Processual

Pesquisar, planear, realizar experiências, avaliar os resultados obtidos, elaborar e interpretar gráficos e tabelas

Epistemológico Analisar o impacte da sociedade no desenvolvimento da Ciência e discutir como

diferentes cientistas podem usar modos de trabalho diversificado Raciocínio

Seleccionar informação, categorizar a informação recolhida, formular e resolver problemas, estabelecer comparações, interpretar dados e textos, realizar inferências, planear investigações, prever e avaliar resultados

Comunicação Utilizar diferentes modos de representar informação, produzir textos escritos

e/ou orais, apresentar resultados de pesquisa, argumentar com o propósito de defender uma ideia, analisar e sintetizar textos, processar a informação recolhida, argumentar com base em evidências científicas, emitir opiniões fundamentadas, usar as TIC

Atitudes Partilhar ideias, respeitar as ideias dos outros, responsabilizar-se pelo trabalho a

desenvolver, reflectir criticamente sobre o trabalho efectuado, mostrar flexibilidade para aceitar o erro e incerteza, trabalhar cooperativamente

Orientações Curriculares para as Ciências Físicas e Naturais

Terra no Espaço Terra em Transformação Sustentabilidade na Terra Viver melhor na Terra

Terra no Espaço

Conhecimento da Terra no espaço, relativamente a outros corpos celestes

Compreensão das razões da existência de dia e noite e das estações do ano

Utilização de alguns processos de orientação como forma de se localizar e deslocar na Terra

Análise de evidências na explicação científica da forma da Terra e das fases da Lua

Reconhecimento da importância da Ciência e da Tecnologia na observação dos fenómenos

Terra em Transformação

Observação da multiplicidade de formas, características e transformações que ocorrem nos seres vivos e nos materiais

Identificação de relações entre as características físicas e químicas do meio e as características e comportamentos dos seres vivos

Realização de registos e de medições simples, utilizando instrumentos e unidades adequadas

Reconhecimento da existência de semelhanças e diferenças entre seres vivo, entre rochas e entre solos e da necessidade da sua classificação

Explicação de alguns fenómenos com base nas propriedades dos materiais

Sustentabilidade na Terra

Reconhecimento da utilização dos recursos nas diversas actividades humanas

Reconhecimento do papel desempenhado pela indústria na obtenção e transformação dos recursos

Conhecimento da existência de objectos tecnológicos, relacionando-os com a sua utilização, em casa e em actividades económicas

Realização de actividades experimentais simples, para identificação de algumas propriedades dos materiais, relacionando-os com as suas aplicações

Reconhecimento que os desequilibrios podem levar ao esgotamento dos recursos, à extinção das espécies e à destruição do ambiente

Viver melhor na Terra

Conhecimento das modificações que se vão operando com o crescimento envelhecimento, relacionando-os com os principais estádios da vida humana

Identificação dos processos vitais comuns a seres vivos dependentes do funcionamento de sistemas orgânicos

Reconhecimento de que a sobrevivência e o bem estar humano dependem de hábitos individuais de alimentação equilibrada, de higiene e de actividade física e de regras de segurrança e prevenção

Realização de actividades experimentais simples sobre electricidade e magnetismo

Discussão sobre a importância de procurar soluções individuais e colectivas visando a qualidade de vida

Literacia Científica

Literacia em Ciência significa desenvolver nos alunos a competência de ler, compreender e avaliar aquilo que se escreve sobre ciência, em diferentes contextos. Implica ensinar os alunos a escrever cuidadosamente, criticamente e eficientemente

Literacia científica significa “conhecimento e compreensão de conceitos científicos bem como de processos necessários para a tomada de decisões a nível pessoal, para a participação em assuntos cívicos e culturais e ainda para a produtividade a nível económico”

Literacia científica implica identificar questões científicas e tecnológicas subjacentes a decisões locais e nacionais e assumir posições cientificamente e tecnologicamente informadas

Promoção da Literacia Científica

Questionar, pesquisar e responder a questões do quotidiano que a própria curiosidade desperta

Descrever, explicar e prever fenómenos naturais correntes

Interpretar textos de divulgação científica e envolver-se socialmente na discussão da validade das conclusões neles apresentadas e das metodologias utilizadas

Identificar questões de natureza científica subjacentes a decisões de âmbito nacional e local

Assumir e exprimir posições fundamentadas em conhecimentos científicos-tecnológicos

Avaliar a qualidade da informação científica com base nas fontes e nos métodos usados para a produzir

Argumentar com base em evidências científicas (Martins, 2003)

Níveis de Literacia Científica

Nominal Os alunos reconhecem os termos que se referem a fenómenos

naturais, mas não conseguem formular explicações científicas válidas de fenómenos e podem expressar concepções erróneas

Funcional Os alunos são capazes de definir termos correctamente mas esta

capacidade tem por base a memorização de informação mas pouca compreensão.

Estrutural Os alunos compreendem esquemas conceptuais, constroem

explicações adequadas e podem discutir e explicar conceitos por palavras suas

Multidimensional Os alunos podem aplicar o conhecimento que adquiriram e as

competências que desenvolveram para resolver problemas da vida real que exijam o uso de informação de outras disciplinas e compreende as interacções entre Ciência e Sociedade.

(BSCS, 1995)

Importância da Linguagem no Ensino das Ciências

Falar – Os alunos devem ser ensinados a usar uma linguagem precisa e pensada quando comunicam

Ouvir – Os alunos devem ser ensinados a ouvir os outros e a responder de um modo construtivo

Ler – Os alunos devem ser ensinados a ler com compreensão, a pesquisar, a usar informação, a argumentar, a sumariar, a sintetizar aquilo que leram e a inventariar aquilo que aprenderam com a leitura

Escrever – Os alunos devem ser ensinados a escrever com correcção usando as regras gramaticiais e de pontuação. Devem também ser ensinados a organizar o seu pensamento de uma forma lógica e coerente.

Experiências de Aprendizagem

Resolução de Problemas Recolha e organização do material,

classificando-o por categorias ou temas Concepção e Desenvolvimento de Projectos Planificação e desenvolvimento de

pesquisas diversas. Actividades investigativas Observação do meio envolvente Comunicação de resultados de pesquisas e

de projectos Realização de debates, onde os alunos

tenham de fornecer argumentos e tomar decisões

Estratégias de Ensino nas Aulas de Ciências

Leitura Constitui actividade neglegenciada nas aulas de ciências (Porquê?) Os cientistas ocupam muito do seu tempo a fazer leituras. A ciência escolar pode ser aprendida mais efecientemente a partir

de leituras do que observando e ouvindo o professor. Escrita

Acontece muitas vezes nas aulas de Ciências (Como?) Investigação educacional mostra que a qualidade da escrita nas

aulas de Ciências é fraca pois exige dos alunos que copiem do quadro ou escrevam aquilo que o professor dita sem envolvimento cognitivo

Comunicação Constitui um desafio e uma oportunidade (Porquê?) Aprender Ciência significa aprender a falar a linguagem da Ciência. As ideias científicas são comunicadas através de palavras, quadros,

tabelas, diagramas, simbolos, figuras e expressões matemáticas.

Leitura

Há dois aspectos que justificam a inclusão da leitura nas aulas de ciências. Primeiro, a leitura de textos científicos constitui uma actividade científica. Segundo, os alunos são confrontados, no dia-a-dia, com informação acerca de Ciência que os obriga a ler e a desenvolver uma atitude de questionamento. Todavia, a leitura pode mantê-los confusos ou contribuir para a manutenção de concepções alternativas.

A competência para ler de um modo cuidadoso, crítico e com um cepticismo saudável, constitui um elemento fundamental da literacia científica. É um pré-requisito para a cidadania e desempenha um papel fundamental nas nossas sociedades democráticas

Ensinar os alunos a ler activamente, criticamente e eficientemente constitui também uma finalidade do ensino das ciências (Como?)

Escrita

Promover a literacia científica dos alunos exige que nas aulas de ciências sejam valorizadas actividades envolvendo a escrita

Actividades envolvendo o uso de papel e lápis ocorrem muitas vezes nas aulas de ciências como copiar para o caderno aquilo que foi escrito no quadro. Por exemplo: Escrever apontamentos Resolver exercícios Construir tabelas e diagramas Resumir textos Elaborar relatórios

COMUNICAÇÃO

Aprender ciência significa aprender a sua linguagem

Os professores esquecem que, para promover a compreensão de uma nova ideia, é necessário deixar os alunos falar sobre ela, usar palavras apropriadas e pensar acerca do seu significado

Debate e Discussão constituem estratégias para promover a comunicação

Aprender a raciocinar em ciência requer a competência de começar a construir argumentos que liguem evidências e dados empíricos a ideias e teorias

Investigações Científicas Escolares (Inquiry)

Actividade multifacetada que envolve: Realização de observações Colocação de questões Consulta de livros e outras fontes de informação

tendo em vista o confronto com os conhecimentos já adquiridos

Planeamento de investigações Revisão dos conhecimentos já aprendidos à luz das

evidências experimentais Recolha, análise e interpretação de informação Propostas de previsões, explicações e respostas Comunicação de resultados Identificação de pressupostos, uso de pensamento

crítico e consideração de explicações alternativas (NRC, 2000)

Investigações Científicas na Sala de Aula

Os alunos estão envolvidos com questões cientificamente orientadas

Os alunos relatam as evidências nas respostas às questões

Os alunos formulam explicações a partir das evidências

Os alunos relacionam as explicações com conhecimentos científicos

Os alunos comunicam e justificam as suas explicações

Tipo de Questões

Como é que a quantidade de água afecta a altura da relva

O que acontece se misturarmos fermento inglês ao vinagre?

Qual é de entre os materiais disponíveis o menos inflamável e o mais resistente aos ácidos?

Como é que a quantidade de nitratos dissolvidos nos rios afecta as espécies vivas?

Como podemos separar a areia do sal nas salinas?

Controlo de variáveis

Exploração

Controlo de variáveis

Correlação de duas variáveis independentes

Usando e avaliando técnicas

Internet nas Aulas de Ciências

Fornece igual acesso à informação Encoraja os alunos a serem activos Aumenta a motivação dos alunos para aprender Ajuda a praticar um ensino centrado nos alunos Ajuda a promover as investigações nas aulas de

ciências Ajuda a colocar questões, examinar diversas

fontes de informação, planear investigações, rever o que já se conhece sobre os assuntos

Uma aventura no mundo da Física: condutores e isoladores

Lê com atenção o seguinte texto

O João foi com os amigos assistir a uma prova de Downhill, onde participavam o Rui e o Tiago. A meio da prova o Afonso sofreu uma queda e magoou uma perna… Era necessário urgentemente gelo para ajudar a controlar a lesão. Para resolver este problema o João pegou na sua bicicleta e foi buscar gelo ao café mais próximo. O dono tinha um grande recipiente de vidro que deu ao João para levar o gelo. Mas agora era necessário fazer chegar o gelo em boas condições ao local onde estava o Rui.Deu volta à sua mochila e encontrou algum material que tinha preparado para a sua aula de Educação Visual e Tecnológica procurando algo útil. Encontrou jornais, uns sacos de plástico, uns pedaços de tecido de algodão, de lã, papel de alumínio. Olhou à sua volta para o grande campo de sobreiros em que decorria a prova… Pensou em utilizar folhas de árvores, restos de cortiça que estavam espalhados no chão…

Tarefas

2.Imagina que estás com o João e que ele te pede ajuda para resolver o problema... Começa por traduzir por palavras tuas o problema que enfrenta o João.

3. Sublinha no texto as palavras que podem ser pistas para ajudar a solucionar o problema do João.

4. Pesquisa nos seguintes sites http://www.energyinfonz.co.nz/home/KidsZone/Energybasics/HE.html http://iss.sfo.jaxa.jp/kids/en/space/401.html http://en.wikipedia.org/wiki/Heat#Overview informação tendo por base as palavras que sublinhaste e que te possa ajudar

resolver o problema. Regista-a.5. Planeia uma experiência que te possa ajudar a solucionar o problema. Podes utilizar

esquemas para ilustrares as tuas ideias. (Escreve todos os passos que precisas de seguir…)

6. Faz uma lista com o material que vais necessitar. Podes contar com o material que o João tem disponível na mochila e outro que penses ser possível encontrar no local.

7. Pede opinião ao teu professor acerca do teu plano. Comentário do professor8. Testa o teu plano. O que observas? Regista as tuas observações. Escreve ou

desenha o que vai acontecendo… Não te esqueças de cumprir as regras de segurança!9. Conseguiste arranjar uma solução para o problema do João? Explica, num pequeno

texto, porque consideras a tua solução adequada, inclui no texto as ideias e conceitos de Física mais importantes utilizados no vosso trabalho.

10. Dá um título, conciso e claro, que represente o trabalho que realizaste.11. O que pensas que ainda poderia ser feito para melhorar os resultados do teu

trabalho? Explica.

Mudanças de Ênfase Preconizadas

Menor Ênfase

Interpretação rígida do programa e seguimento do livro de texto

Professor como transmissor de conhecimentos científicos através da exposição oral e da demonstração experimental

Valorização exclusiva de factos, leis, teorias e princípios científicos

Maior Ênfase

Flexibilidade curricular e adaptação do currículo ao contexto de ensino

Professor como guia e facilitador da aprendizagem ao apoiar actividades de investigação

Compreensão da Ciência atendendo às suas diversas dimensões (substantiva, sintáctica, social, epistemológica, histórica, ética)

Mudanças de Ênfase Preconizadas

Menor Ênfase

Utilização de questões fechadas que requerem respostas únicas reproduzindo conhecimento factual memorizado

Aprendizagem individualista

Aprendizagem passiva que requer o ouvir do professor e a escrita de apontamentos

Maior Ênfase

Utilização de questões abertas que promovam o pensamento crítico, relacionando evidências e explicações, com uso de estratégias cognitivas diversas

Aprendizagem colaborativa

Aprendizagem activa que envolve os alunos em processos investigativos

Mudanças de Ênfase Preconizadas

Menor Ênfase

Ensino orientado para um hipotético aluno médio que tipifica um grupo de alunos

Ensino baseado na resolução de exercícios com base na aplicação de expressões matemáticas

Ensino centrado no professor com predomínio da transmissão de conhecimentos

Maior Ênfase

Ensino orientado para os alunos atendendo aos seus gostos, interesses, necessidades e experiências

Ensino centrado nos alunos com utilização de processos investigativos

Ensino baseado na resolução de problemas e no desenvolvimento de projectos

Mudanças de Ênfase Preconizadas

Menor Ênfase

Avaliação daquilo que é facilmente medido

Utilização de testes como fonte única de recolha de dados

Avaliação da aprendizagem

Na avaliação de componentes específicas e compartimentadas do conhecimento dos alunos

Maior Ênfase

Avaliação de competências de conhecimentos, raciocínio, comunicação e atitudes

Utilização de fontes múltiplas de recolha de dados

Avaliação como aprendizagem

Na avaliação de competências dos alunos desenvolvidas em experiências educativas diferenciadas

Implicações para a Formação de Professores

Apela para modelos de formação que projectem o professor como profissional reflexivo

Valoriza o professor como investigador das suas práticas, ao introduzir mudanças que adequem o ensino aos alunos, de modo a torná-los mais activos e mais conscientes do seu papel no processo de aprendizagem