Márcia Gorette Lima da Silva

Isauro Beltrán Núñez

Instrumentação para o Ensino de Química IID I S C I P L I N A

Aprendizagem baseada em pesquisa orientada

Autores

aula

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Copyright © 2007 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida sem a autorização expressa da

UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Divisão de Serviços TécnicosCatalogação da publicação na Fonte. UFRN/Biblioteca Central “Zila Mamede”

Governo Federal

Presidente da RepúblicaLuiz Inácio Lula da Silva

Ministro da EducaçãoFernando Haddad

Secretário de Educação a Distância – SEEDCarlos Eduardo Bielschowsky

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

ReitorJosé Ivonildo do Rêgo

Vice-ReitoraÂngela Maria Paiva Cruz

Secretária de Educação a DistânciaVera Lúcia do Amaral

Secretaria de Educação a Distância- SEDIS

Coordenadora da Produção dos MateriaisMarta Maria Castanho Almeida Pernambuco

Coordenador de EdiçãoAry Sergio Braga Olinisky

Projeto GráficoIvana Lima

Revisores de Estrutura e LinguagemEugenio Tavares BorgesJânio Gustavo BarbosaThalyta Mabel Nobre Barbosa

Revisora das Normas da ABNT

Verônica Pinheiro da Silva

Revisoras de Língua Portuguesa

Janaina Tomaz CapistranoSandra Cristinne Xavier da Câmara

Revisora TipográficaNouraide Queiroz

IlustradoraCarolina Costa

Editoração de ImagensAdauto HarleyCarolina Costa

Diagramadores

Bruno de Souza MeloDimetrius de Carvalho Ferreira

Ivana LimaJohann Jean Evangelista de Melo

Adaptação para Módulo MatemáticoAndré Quintiliano Bezerra da SilvaKalinne Rayana Cavalcanti Pereira

Thaísa Maria Simplício Lemos

Imagens UtilizadasBanco de Imagens Sedis

(Secretaria de Educação a Distância) - UFRNFotografias - Adauto HarleyStock.XCHG - www.sxc.hu

Silva, Márcia Gorette Lima da. Instrumentação para o ensino de química II / Márcia Gorette Lima da Silva, Isauro Beltrán Núñez. – Natal, RN :EDUFRN Editora da UFRN , 2007.

226 p.

1. Química - Ensino. 2. Ensino fundamental. 3. Fenômenos químicos. 4. Teoria de Ausubel. 5. Capacidades metacognitivas. 6. Aprendizagem – Atividades práticas. 7. Pesquisa orientada. I. Núñez, Isauro Beltrán. II. Título.

ISBN 978-85-7273-358-8 CDD 540.7RN/UF/BCZM 2007/37 CDU 54:37

Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

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UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Divisão de Serviços TécnicosCatalogação da publicação na Fonte. UFRN/Biblioteca Central “Zila Mamede”

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Coordenadora da Produção dos MateriaisMarta Maria Castanho Almeida Pernambuco

Coordenador de EdiçãoAry Sergio Braga Olinisky

Projeto GráficoIvana Lima

Revisores de Estrutura e LinguagemEugenio Tavares BorgesJânio Gustavo BarbosaThalyta Mabel Nobre Barbosa

Revisora das Normas da ABNT

Verônica Pinheiro da Silva

Revisoras de Língua Portuguesa

Janaina Tomaz CapistranoSandra Cristinne Xavier da Câmara

Revisora TipográficaNouraide Queiroz

IlustradoraCarolina Costa

Editoração de ImagensAdauto HarleyCarolina Costa

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Bruno de Souza MeloDimetrius de Carvalho Ferreira

Ivana LimaJohann Jean Evangelista de Melo

Adaptação para Módulo MatemáticoAndré Quintiliano Bezerra da SilvaKalinne Rayana Cavalcanti Pereira

Thaísa Maria Simplício Lemos

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Silva, Márcia Gorette Lima da. Instrumentação para o ensino de química II / Márcia Gorette Lima da Silva, Isauro Beltrán Núñez. – Natal, RN :EDUFRN Editora da UFRN , 2007.

226 p.

1. Química - Ensino. 2. Ensino fundamental. 3. Fenômenos químicos. 4. Teoria de Ausubel. 5. Capacidades metacognitivas. 6. Aprendizagem – Atividades práticas. 7. Pesquisa orientada. I. Núñez, Isauro Beltrán. II. Título.

ISBN 978-85-7273-358-8 CDD 540.7RN/UF/BCZM 2007/37 CDU 54:37

Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

Objetivos

Conhecer as principais características do ensino baseado na pesquisa orientada.

Organizar atividades baseadas no modelo de ensino de pesquisa orientada.

Apresentação

Nas aulas anteriores, discutimos as concepções alternativas, a aprendizagem de conceitos e o papel dos temas transversais no Ensino Fundamental. Discutimos também, na disciplina de Instrumentação para o Ensino de Química I, alguns modelos

de ensino, entre os quais a aprendizagem por descoberta e a mudança conceitual em oposição ao ensino tradicional. Nesse sentido, você deve recordar as críticas apresentadas a esses modelos, a partir das quais, surgem outros modelos de aprendizagem, como a pesquisa orientada, baseada na resolução de situações-problema, em que o estudante é um “cientista principiante” que resolve situações-problema em cooperação com os professores e colegas, sendo os professores os “cientistas experientes”.

Nesta aula, estudaremos uma forma de ensinar baseada na aprendizagem como pesquisa orientada, também conhecida como investigação dirigida. Discutiremos quando e por que surgiu essa proposta, suas características, suas limitações, as bases em que se fundamenta, as orientações, de alguns autores, dadas aos professores para organização de atividades nessa perspectiva, apresentando um exemplo.

2 Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

Mudança conceitual

Esse é o modelo assumido por Driver e seus

colaboradores, mas há outros modelos. Para saber

mais, ver Pozo (2002).

Críticas ao modelo de mudança conceitual

Um dos consensos sobre as concepções atuais quanto à natureza e à epistemologia da Ciência é que o conhecimento científico também faz parte de um processo histórico e social, isto é, ele é socialmente construído. Você deve ter observado essa discussão

nos diferentes documentos legais, como, por exemplo, os PCN. Essa idéia é reforçada a partir das necessidades vigentes da sociedade, na qual os conhecimentos mudam com enorme rapidez. Nessa perspectiva, o conhecimento científico não pode ser reduzido ao trabalho apenas com os conteúdos conceituais, sendo este um dos aspectos enfatizados no modelo de mudança conceitual. Vamos recordar alguns aspectos desse modelo.

A expressão mudança conceitual recebeu/recebe muitos outros termos, como proposta, modelo, teoria, entre outros. De modo geral, o modelo de mudança conceitual tinha como pontos principais, de forma resumida:

a) a identificação das idéias dos estudantes;

b) o questionamento das idéias dos estudantes com contra-exemplo (ou a criação de conflitos cognitivos);

c) a introdução de novos conceitos;

d) a utilização das novas idéias em outros contextos.

A difusão dessa proposta de ensino gerou um crescimento de investigações didáticas que a criticavam. Martinéz (1999) afirma que é possível organizar tais críticas em dois grandes grupos, com relação:

n ao plano de ensino, avaliando os resultados, analisando suas incoerências, restrições e dificuldades para alcançar os objetivos;

n às bases epistemológicas que fundamentam a proposta.

Entre as críticas ao modelo de mudança conceitual, encontramos a de Aleixandre (1991) que apresenta combinações entre as novas idéias e as idéias prévias dos estudantes. Por exemplo, quando:

3Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

n as novas idéias não se conciliam com as que o professor pretende ensinar ou ensinou.

n as idéias prévias (anteriores) forem semelhantes ou familiares às novas idéias.

Observe que com isso os estudantes podem apenas memorizar ou ainda repelir as novas idéias.

Para Martinéz (1999, p. 110), “a proposta de mudança conceitual não contempla outras mudanças, isto é, não considera que também existem mudanças processuais (comportamentais, representações, entre outras)”. Além disso, o referido modelo sugere que a aprendizagem é baseada na simples permuta das idéias prévias pelo conhecimento científico; outra crítica é que possui um campo de aplicação restrito e a validade é discutível. O autor ainda ressalta que o modelo de mudança conceitual necessita de uma visão analítica do processo de aquisição do conhecimento.

A partir disso, você pode perceber que a proposta do modelo de mudança conceitual passou por diferentes olhares, entre eles os de Juan Ignácio Pozo e Daniel Gil-Pérez. Este último juntamente com seus colaboradores propõem uma mudança metodológica no modelo de mudança conceitual, isto é, sugerem que os professores poderiam utilizar didaticamente as idéias prévias dos estudantes (GIL-PÉREZ et al., 1994). Essa forma de ensinar foi chamada de aprendizagem como pesquisa orientada ou investigação dirigida. Nessa perspectiva, sugere-se uma metodologia que permita abordar de maneira não forçada nem artificial o estudo de situações-problema com potencial para integrar os conteúdos científicos e do cotidiano.

Quer dizer, se queremos propor a (re)estruturação das concepções alternativas dos estudantes, é necessário ensinar-lhes aspectos metodológicos e ontológicos, o que inclui a validação e contraste das teorias além da coleta de informações. Para tanto, os autores ressaltam a importância do professor selecionar uma seqüência adequada de atividades que permita aos estudantes adquirir habilidades necessárias para reestruturar suas concepções, discussão que veremos mais adiante nesta aula.

Pretendemos destacar que é importante as concepções alternativas dos estudantes serem trabalhadas de forma reflexiva e crítica pelo professor. Dessa forma, é possível levá-los a imaginar novas possibilidades, mesmo que hipoteticamente, e constatá-las em condições controladas, analisando cuidadosamente os resultados. Enfim, uma análise próxima a uma forma de pensamento (metodologia) científico e não a metodologia da superficialidade ou a metodologia do senso comum.

Você deve estar pensando que seria um retorno à metodologia científica tão criticada nos modelos anteriores. Mas, ao contrário, a aprendizagem como pesquisa orientada não pode se confundir com a investigação científica pura, pois esta possui um grau maior de complexidade e requer uma maior precisão no plano metodológico-investigativo. Apesar de ambas terem como objetivo a obtenção do novo conhecimento, diferem no fato de que a primeira busca o novo para o estudante e a segunda para a sociedade e as ciências.

Nos dois casos, tanto na pesquisa orientada quanto na investigação científica, a problemática que se estuda emerge da contradição. Numa, essa contradição está entre as

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Atividade 1

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idéias prévias dos estudantes e a necessidade de novos conhecimentos, e na outra, em termos de conhecimentos de maior complexidade e objetividade.

Muitas vezes, a idéia da aprendizagem como pesquisa orientada vem permeada pela suposição de seguir os passos do método científico. Mas, é importante que se tenha clareza de que fazer ciência não é aplicar o referido método. A aplicação escolar do método não passa de uma caricatura da própria investigação científica, pois deve ser um meio, usado de forma flexível ou estratégica para resolver um problema, ao invés de ser um fim em si mesmo.

Elabore um texto apresentando as críticas ao modelo de mudança conceitual.

Com suas palavras, resuma o que é a aprendizagem como pesquisa orientada.

Pensando os passos na organização das atividades

O modelo de aprendizagem como pesquisa orientada baseia-se no planejamento, por parte do professor ou oriunda dos interesses dos estudantes, de situações-problema e na tentativa de resolvê-las por meio de diferentes seqüências de atividades ou

de estratégias para resolvê-las (Para saber mais sobre isso, veja Gil-Pérez (1993, 1994); Gil-Pérez e Carrascosa (1985); Silva, Silva A. e Núñez (2004)).

Gil-Pérez et al. (1994) reforçam a idéia de que o mais importante em um modelo construtivista de ensino é conceber o currículo não como um conjunto de conhecimentos e habilidades, mas como um programa de atividades por meio das quais determinados conhecimentos e habilidades possam ser construídos e adquiridos.

Nessa perspectiva, é importante perceber o papel do professor em saber organizar e planejar as atividades de ensino, de tal forma que seu planejamento não seja fechado ou rígido, mas possa seguir um norteamento do processo de ensino e aprendizagem. Ou seja, esse modelo requer a participação ativa do estudante orientada na busca de evidências para solucionar um problema prático ou para contestar um questionamento teórico.

5Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

Autores como Gil-Pérez et al. (1994) apresentam de forma resumida algumas estratégias que auxiliam na organização das atividades para os estudantes na perspectiva de aprendizagem orientada. Vamos discutir os passos sugeridos.

Passo 1 – Propor situações-problema

Neste primeiro passo, é importante você observar que as situações-problema propostas devem ser acessíveis aos entendimentos dos estudantes, a fim de gerar interesse e proporcionar uma concepção preliminar da atividade a ser desenvolvida. Nesse sentido, um ponto importante é considerar idéias, visões de mundo, opiniões, atitudes, habilidades, destrezas, enfim, os conhecimentos que os estudantes já possuem.

Recordando... A categoria situação-problema é aquela em que se produz um estado psicológico entre o professor e os estudantes, caracterizado pela contradição existente entre o que o estudante sabe e aquilo que desconhece e que, necessariamente, requer domínio para solucionar os problemas derivados da situação (LAURENCIO; FOLGUEIRA; CÓRDOVA, 2005, p. 17).

Por outro lado, você deve considerar também a importância do professor, durante essa atividade, levar os estudantes a terem idéia da problemática que enfrentam e a consciência do fio condutor de seu próprio estudo investigativo, o que os conduziria a uma atitude positiva para a realização da atividade.

Passo 2 – Propor aos estudantes o estudo qualitativo da situação-problema apresentada

A proposta de estudo qualitativo da situação-problema constitui uma excelente ocasião para que os estudantes comecem a explicitar suas idéias prévias e conduzir a formulação, de forma mais precisa, de hipóteses de trabalho e de outros problemas. É nessa construção de hipóteses que as idéias dos estudantes podem aparecer com maior facilidade, ao mesmo tempo em que evita o questionamento pessoal que a explicitação das idéias prévias gera com a confrontação posterior das situações de conflito. A partir desse estudo, o estudante pode tomar as decisões mais precisas.

Passo 3 – Orientar os estudantes no tratamento científico dos problemas propostos: elaboração da metodologia de investigação

Nesta etapa, você pode observar a contrastação das hipóteses, seja por meio de experimentação ou de outros recursos, em que apresenta características do trabalho

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Situação-problema

Planejamento de novas hipóteses

Elaboração de novos procedimentos

Definição do problema

Elaboração de modelos e hipóteses

Elaboração de metodologias de comprovação experimental. Realização de experimentos

Interpretação de resultados. Aceitação ou

rechaço de hipóteses

Novo conhecimento

Realizar observações. Coletar dados

Ordenar dados, tabelas, cálculos. Análise de erro

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científico, como a elaboração de estratégias de resolução, a realização de experimentos e a análise dos resultados obtidos.

Passo 4 – Propor novas situações para sistematizar o novo conhecimento adquirido pelos estudantes

Assim como os passos anteriores, este também é de grande importância, uma vez que ao propor aos estudantes novas situações, o professor poderá proporcionar a possibilidade de aprofundamento desse novo conhecimento, mostrando seu caráter coerente. Permite também verificar a permanência das concepções alternativas, assim como o aprendizado dos estudantes. Nesta etapa, o professor pode recorrer a atividades variadas, as quais vão desde o estabelecimento de semelhanças e diferenças; verificação de limites de validade de expressões matemáticas, leis e conceitos; estimação semi-quantitativa de quantidades; leitura e discussão de notícias científicas; visita a laboratórios ou indústrias; estudo de situações de interesse na vida cotidiana; realização de dramatizações em torno de situações conflitivas, entre outros.

Silva, Silva e Núñez (2004) reforçam um esquema que representa uma proposta das etapas e suas relações para a abordagem científica de problemas, reproduzido a seguir:

Esquema 1 – Representação das etapas e suas relações para abordagem científica de problemas

7Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

Observe que esse esquema sintetiza algumas das idéias discutidas em nossa aula. Por outro lado, seria interessante ilustrarmos o modelo de aprendizagem como pesquisa orientada. O exemplo apresentado a seguir (extraído de García García (2000) e adaptado pelos professores autores desta aula) consiste numa atividade direcionada ao ensino de Química para estudantes do nível fundamental, cujo tema são os fenômenos químicos e a poluição ambiental.

Objetivo – Estudar os fenômenos químicos que contaminam o ambiente

Passo 1 – Apresentação da situação-problema

Há pouco tempo, uma pequena cidade que tinha sua economia baseada na produção de artesanato colorido foi surpreendida por uma estranha epidemia que ficou conhecida como epidemia dos carecas. Todos os dias várias pessoas (homens, mulheres e crianças) iam ao posto de saúde e se queixavam que seus cabelos estavam sem brilho e que estavam caindo. Nesse período aumentou a venda de bonés, chapéus e outros acessórios para as cabeças. O mais interessante é que os pacientes não apresentavam no couro cabeludo sinal de fungo ou de caspa que, em geral, são as causas mais comuns de calvície. Também não era oriundo de estresse ou crise nervosa, porque o povoado era muito tranqüilo, não havia assaltos ou coisa parecida. A epidemia chegou a tal ponto que o prefeito precisou chamar uma equipe de médicos e cientistas para que estudassem o caso. Inicialmente examinaram as amostras de cabelo e, para a surpresa de todos, constataram um excesso de ácido na água. Como reconhecer experimentalmente que há excesso de ácido na água?

Passo 2 – Organizar o trabalho em pequenos grupos solicitando que discutam e escrevam suas hipóteses e as estratégias metodológicas que utilizarão, detalhando o material e o motivo pelo qual ele será utilizado.

Passo 3 – Nesta etapa, será realizada a análise dos resultados para responder ao problema e formular novos problemas. Cada uma das estratégias metodológicas propostas na etapa anterior devem ser discutidas negociando as propostas, tomando as decisões, organizando os experimentos. Tudo deverá ser relatado e socializado com os demais grupos sob a orientação do professor, que trabalha como orientador/tutor.

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Atividade 2

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Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

Leituras complementares

CARRASCOSA, Jaime Alís. El problema de las concepciones alternativas en la actualidad (parte II). El cambio de concepciones alternativas. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, Cádiz, v. 2, n. 2, p. 183-208, 2005. Disponível em: <http://www.apac-eureka.org/revista/Volumen2/Numero_2_2/Vol_2_Num_2.htm>. Acesso em: 20 ago. 2006.

Neste artigo, o autor faz uma síntese dos modelos de aprendizagem como mudança conceitual e de aprendizagem como mudança conceitual e metodológica (investigação dirigida). Apresenta ainda alguns exemplos de atividades em ciências nessas perspectivas.

SILVA, M. G. L.; SILVA, A. F.; NÚÑEZ, I.B. Dos modelos de mudança conceitual à aprendizagem como pesquisa orientada. In: NÚÑEZ; I. B.; RAMALHO, B. L. (Orgs.). Fundamentos do ensino-aprendizagem das ciências naturais e da matemática: o novo ensino médio. Porto Alegre: Sulina, 2004. p. 226-244.

Neste capítulo, os autores apresentam alguns aspectos relativos aos modelos de ensino por mudança conceitual e de aprendizagem como pesquisa orientada, tais como o

Passo 4 – A resposta ao problema, como novo conhecimento (a participação de gases nas reações químicas), deve ser sistematizada na solução de novas tarefas. Como, por exemplo, elaborar um texto sobre a participação ou não de gases nas reações químicas ou as conseqüências que a chuva ácida pode acarretar.

Qual a diferença entre o ensino do método científico e o modelo de aprendizagem como pesquisa orientada?

Que cuidados o professor deve considerar ao planejar atividades baseadas no modelo de aprendizagem como pesquisa orientada?

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Resumo

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significado atribuído a essas expressões, a importância da mudança das idéias prévias dos estudantes, assim como a origem delas, as quais são considerados o núcleo básico desses modelos. Por fim, são apresentados alguns exemplos de atividades em Química a serem desenvolvidas com estudantes do nível médio.

Nesta aula, vimos que a proposta de ensino como mudança conceitual sofre várias críticas. Nesse sentido, Gil-Pérez e seus colaboradores sugerem uma mudança metodológica para esse modelo: a utilização didática das concepções alternativas dos estudantes, forma de ensinar que ficou conhecida como aprendizagem como pesquisa orientada ou investigação dirigida. A metodologia baseia-se em abordar de maneira não forçada nem artificial (por meio de uma investigação) o estudo de situações-problema que tenham potencialidade para integrar os conteúdos científicos e do cotidiano. Destacamos também algumas orientações gerais direcionadas ao professor para a organização de atividades de ensino a fim de desenvolver junto aos estudantes estratégias na perspectiva de aprendizagem orientada.

Auto-avaliação

Enumere em linhas gerais a diferença entre o modelo de ensino por mudança conceitual e a aprendizagem como pesquisa orientada.

Proponha uma seqüência de atividades de ensino baseada no modelo de aprendizagem como pesquisa orientada com o tema “A Seca no Nordeste”.

Referências

ALEIXANDRE, M. P. Jiménez. Cambiando las ideas sobre el cambio biológico. Enseñanza de las Ciencias, Barcelona, v. 9, n. 3, p. 248-256, 1991.

10 Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II Aula 10 Instrumentação para o Ensino de Química II

CARRASCOSA, Jaime Alís. El problema de las concepciones alternativas en la actualidad (parte II): el cambio de las concepciones alternativas. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, Cádiz, v. 2, n 3, pp. 388-402, 2005. Disponível em: <http://www.apac-eureka.org/revista/>. Acesso em: 20 ago. 2006.

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MARTÍNEZ, Nicolás Marín. Delimitando el campo de aplicación del cambio conceptual. Enseñanza de las Ciencias, Barcelona, v. 17, n. 1, p. 51-83, 1998.

______. Del cambio conceptual a la adquisición de conocimientos: algunas reflexiones sobre las concepciones alternativas y el cambio conceptual de J.M. Oliva. Enseñanza de las Ciencias, Barcelona, v. 17, n. 1, p. 109-114,1999.

POZO, Juan Ignácio. Más allá del cambio conceptual: el aprendizaje de la ciencia como cambio representacional. Enseñanza de las Ciencias, Barcelona, v. 13, n. 3, p. 513-520, 1999.

______. Aprendizes e mestres. Porto Alegre: Artmed, 2002.

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SILVA, M. G. L.; SILVA, A. F.; NÚÑEZ, I. B. Dos modelos de mudança conceitual à aprendizagem como pesquisa orientada. In: NÚÑEZ; I. B.; RAMALHO, B. L. (Orgs.). Fundamentos do ensino-aprendizagem das ciências naturais e da matemática: o novo ensino médio. Porto Alegre: Sulina, 2004. p. 226-244.

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Anotações

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