breve perspectiva histÓrica do eoi · os alunos não tinham que descobrir ... motivava os alunos e...
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BREVE PERSPECTIVA HISTÓRICA DO EOI
- a valorização da ciência logo desde o inicio do séc. XIX levou a assumir-se que o seu
ensino contribuiria para o desenvolvimento intelectual dos alunos, através da
realização de observações empíricas e de generalizações indutivas;
- alguns defensores do enquadramento curricular das ciências foram grandes
apologistas do seu ensino no laboratório, espaço que permitiria aos alunos obterem
uma visão mais clara do mundo, pela realização de observação e inferências, pela
valorização das impressões sensoriais, pela exigência da sua evocação e formulação
de conclusões lógicas.
Thomas Huxley (1825-1895) Herbert Spencer (1820-1903)
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(1) Em Inglaterra, Armstrong foi considerado como o fundador deste heuristic
method ou true discovery – Metodologia da DESCOBERTA: uma abordagem
onde os livros não tinham lugar, nem a orientação do professor, e o aluno
colocaria as suas próprias questões à medida que recebia material.
Os alunos eram muito independentes, pois realizavam descobertas
autónomas.
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(2) Criticas ao tempo excessivo para a concretização da descoberta
autónoma/independente levaram a que este método fosse substituído por um
mais orientado, onde o professor levantava a questão, fornecia os matérias,
oferecia sugestões sobre o procedimento a seguir e orientava os alunos no
caminho da descoberta.
Metodologia da VERIFICAÇÃO (verification): Requeria menos tempo e
também menos autonomia, menos descoberta.
Os alunos procuravam apenas a resposta certa e confirmavam factos
científicos ou princípios laboratoriais.
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(3) Alguns autores referem ainda que, no final do século XIX, existia uma
terceira metodologia que mencionam como a Metodologia da DESCOBERTA
GUIADA (guided discovery).
Os alunos não tinham que descobrir sozinhos, nem confirmavam resultados,
mas eram genuínos investigadores que tinham que procurar soluções para
perguntas cujas respostas não conheciam.
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Deixa de haver uma preocupação centrada no desenvolvimento intelectual do aluno,
apoiada no desenvolvimento de um raciocínio indutivo, para passar a ser dada mais
atenção ao valor social da ciência.
Destaque para a influência de John Dewey (1902-1990) na valorização de um
ensino centrado no aluno, na procura de solução para problemas reais e
promovendo o trabalho grupal.
Os alunos deveriam vir a ser cidadãos intervenientes numa sociedade democrática,
participando na sua construção. O TP era a grande tendência educacional porque
motivava os alunos e porque poderiam abordar problemas sócio-científicos.
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A ciência tornara-se importante para a segurança nacional.
Reforma curricular que começa nos anos 50 e que chega aos anos 70 - interessa
preparar os alunos para serem cientistas e conseguir um público sensibilizado
para as ciências.
Importa a segurança da nação (aumentar o número de cientistas, desenvolver
lideres políticos competentes que promovessem o desenvolvimento cientifico,
sensibilizar o público para que apoiassem a investigação científica).
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Segundo os defensores deste movimento, a ciência deveria ser ensinada como era
praticada pelos cientistas para ser o mais autêntica/rigorosa possível, os alunos
deveriam realizar experiências tal como os cientistas. Surge aqui a preocupação com o
ensino do processo científico (scientific inquiry) apoiado em metodologias que têm
designação como: aprendizagem por descoberta, ensino indutivo, resolução de
problemas ou aprendizagem por projeto.
Um dos grandes nomes deste movimento foi Schwab (1962) que referia que ensinar o
conteúdo científico e o processo científico era inseparável.
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Os alunos aprendiam por realização das descobertas (a investigação científica), onde
teriam que aprender a tirar conclusões do observado e a concluir após experimentação.
Tinham que entender a natureza da ciência e aprender o conhecimento científico a partir
das evidências da sua descoberta.
Podiam, também, aprender analisando historicamente a produção de um conhecimento
científico (como foram feitas as observações, como se concluiu; analisavam documentos
históricos produzidos pelos cientistas para compreenderem a lógica da descoberta...)
Contudo, o método científico era extremamente linear e disciplinar (não visto como um
método a aplicar a uma variedade de problemas científicos e sociais), servia apenas para
o ensino de conteúdos específicos, aumentado a dificuldade conceptual dos cursos de
ciência que se tornavam inacessíveis a alguns alunos.
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A ciência deve preparar alunos para serem cidadãos efetivamente intervenientes no
mundo – promove-se a LITERACIA CIENTÍFICA.
“Saber ciência para transformar a sociedade”.
Competências como recolha de dados, interpretação, comunicação de resultados
desenvolviam-se investigando problemas científicos socialmente relevantes.
O ensino das ciências tem que revelar uma ciência prática e utilitária, responder a
problemas quotidianos .
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Porém, a aplicação do método científico generaliza-se a problemas sócio-científicos
que passam a ser os ensinados na aula de ciências.
Levanta-se a questão sobre qual a finalidade da aula de ciências?
Os neo-progressitas dos anos 70 e 80 concordavam, mas os lideres das reformas
dos anos 50-70 não aceitavam e reclamam a integridade estrutural da ciência,
mencionando que o estudo dos problemas científico-sociais de hoje não dotam os
alunos de ferramentas para lidarem com problemas futuros.
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Surgem publicações que reorientam e valorizam a eficiência do ensino das ciências
por investigação.
Project 2061 –Science for all Americans (American Association for the Advancement
of Science, 1989) – tentou obter um consenso sobre o que os alunos deveriam saber
para serem cientificamente literatos.
Aqui os autores referem que o ensino das ciências por investigação deve ser
consistente com a natureza do método cientifico. Os alunos devem ter problemas que
requerem que eles decidam que evidências são relevantes e ofereçam interpretações
do significado das evidências. A investigação deve ajudar os alunos a aprenderem a
resolver problemas do quotidiano.
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Nacional Science Education Standards (National Research Council, 1996) refere que
a investigação é o processo pelo qual os alunos questionam e investigam fenómenos,
atividades que lhes permitem adquirir e compreender conceitos, teorias, modelos(...)
os alunos aprendem ciência através do método utilizado pelos cientistas, ficando com
uma visão correta da produção científica, desenvolvendo o intelecto e sabendo como
proceder para resolver problemas quotidianos.
É referido como eficiente para aprenderem a questionar, raciocinar, pensarem
criticamente sobre fenómenos científicos e a aprenderem a ser autorreguladores da
sua aprendizagem.
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Na atualidade estamos perante um Ensino Orientado para a Investigação,
quando envolve:
(1) um problema ou questão;
(2) questionamento;
(3) Investigação.
Estas 3 fases são mediadas por um professor com função de facilitador, capaz de
promover um desenvolvimento assistido (scaffolding) que leva o aluno a aprender
a aprender, isto é, a ser :
- autónomo;
- autorregulador;
- e a aprender ao longo da vida.
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Por que nem sempre tem sucesso?
Porque exige um grande compromisso cognitivo, que nem sempre é entendido pelos
alunos e pelos professores. Não basta ter os alunos a desenvolverem atividades,
mas envolvê-los numa aprendizagem de nível superior que implica grande
enriquecimento conceptual e capacidades metacognitivas.
Tell me and I forget.
Teach me and I remember.
Involve me and I learn.
Benjamin Franklin
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Quando devemos recorrer?
Não há uma só metodologia de EOI, mas várias possíveis abordagens.
Por outro lado, não é a única perspetiva possível… há outras.
Assim, a finalidade do professor e os objetivos da aula de ciências devem
determinar quanto e quando o ensino orientado para a investigação deve estar
presente.
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Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas
A sua implementação na Educação em Medicina recua a 1969 quando, na Universidade
de McMaster (Canadá), 20 estudantes de um programa de mestrado em medicina foram
desafiados a experienciar um desenho curricular ambicioso.
Pretendia-se que em pequenos grupos, e sem aulas expositivas ou orientação tutorial
prévias, se envolvessem na resolução de um problema.
Os três princípios básicos do desenho curricular do programa da escola de medicina da
Universidade de McMaster eram: (i) aprendizagem autónoma; (ii) aprendizagem baseada
na resolução de problemas; (iii) aprendizagem tutorial em pequenos grupos.
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Tabela 1: Aspetos essenciais da investigação.
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Tipo de Currículos que recorrem a Problemas:
- Currículo Orientado por Problemas
(ponto de partida para a aprendizagem...)
- Currículo Baseado na Resolução de Problemas
(aprendem conteúdo conceptual com o problema)
- Currículo para a Resolução de Problemas
(aprendem a resolver problemas)
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As características gerais da ABRP podem sintetizar-se:
● apresentar o problema como uma simulação da prática profissional ou de um situação
da vida real;
● recorrer a material que motive o aluno para a discussão do problema;
● facilitar o desenvolvimento do pensamento crítico do aluno, sempre fornecendo
recursos mas em número limitado, por forma a auxiliar a resolução do problema;
● promover o trabalho colaborativo com o auxílio de um tutor (não necessariamente um
especialista) que funciona como facilitador da aprendizagem;
● auxiliar o aluno na deteção das suas necessidades de aprendizagem e no uso
adequado dos recursos;
● potenciar a reaplicação do aprendido ao problema original e avaliar o processo de
aprendizagem.
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O trabalho em grupo
● auxilia o desenvolvimento de competências (interpessoais, de comunicação ...)
● organiza-se em 4 a 6/7 elementos (?)
● possibilita melhor acompanhamento do professor
● envolve os alunos na construção de conhecimentos
● fomenta a partilha de aprendizagem
● possibilita a avaliação (auto e hetero)
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IntegraçãoAplicar a nova
informação para
resolver o
problema
Factos“O que
sabemos?”
HipótesesSíntese de
conteúdo; gerar
ideias e
explicações.
Questões de
aprendizagem“O que precisamos
de aprender?”
PesquisaObter nova
informação.
ProblemaProblema
IntegraçãoAplicar a nova
informação para
resolver o
problema
Factos“O que
sabemos?”
HipótesesSíntese de
conteúdo; gerar
ideias e
explicações.
Questões de
aprendizagem“O que precisamos
de aprender?”
PesquisaObter nova
informação.
ProblemaProblema
Investigação
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O facilitador
Neste processo de mediação, o facilitador tem que saber envolver os alunos,
promovendo o questionamento e motivando-os para investigarem a solução para o
problema.
Facilitar o processo potenciando o questionamento, a investigação e o
desenvolvimento de pensamento crítico e a capacidade de argumentação são
tarefas cruciais de um bom facilitador.
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TUTOR
(i) definir o ambiente de aprendizagem
(ii) planear o seu papel
(iii) perspectivar a aprendizagem a realizar
(iv) definir metas a atingir pelos alunos
(v) auxiliar na elaboração de uma planificação
(vi) clarificar níveis de envolvimento nas atividades
(vii) avaliar…
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A avaliação
Esta metodologia pretende avaliar cada aluno como membro de um grupo, em
termos de aprendizagem de conteúdos, de desenvolvimento de processos de
raciocínio e de pensamento crítico e, ainda, na colaboração individual na
resolução grupal do problema.
Torna-se, também, importante o recurso à auto e à heteroavaliação: “Remember,
as young adults and throughout life they will be engaging in peer assessments
regularly, sometimes formally and at other times informally” (Lambros, 2004, p.
67) – pelo que, para além de obter um feedback dos restantes membros do
grupo, é também importante que o aluno desenvolva uma atitude correta na
autoavaliação e na avaliação dos pares.
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Alguns Instrumentos de avaliação possíveis:
● grelhas para avaliação de relatórios
● grelhas para avaliação de apresentações orais
● escalas de avaliação de competências
● portfolios
● testes
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Cenários
• notícias dos jornais
• poemas
• fotografias
• cartoons (bandas desenhadas conceptuais)
• histórias
• provérbios populares
• casos/problemas …
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CENÁRIO: Terramoto de 1755
1) 1 de novembro de 1755 – dia de todos os santos.
2) Lisboa com ruas estreitas, muitos edifícios e a madeira abundava como material de construção.
3) Estimava-se uma população de 275 000 habitantes, sendo Lisboa uma das maiores cidades da
Europa.
4) O terramoto teve inicio às 9.30h da manhã.
5) O tsunami teve inicio às 11h. A onda atingiu 15 m de altura, afundou a baixa de Lisboa e
estendeu-se por 500m . Atingiu, também, a costa Algarvia (30m), o sudoeste Espanhol , o norte
de África as Ilhas Britânicas e a Holanda.
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6) Causou cerca de 10 000 vítimas e destruiu 17 000 edifícios.
7) Magnitude de cerca de 8 a 9 graus e intensidade entre 10 e 11 valores na Escala Macrossísmica
Europeia.
8) O terramoto de 1755 foi provavelmente a maior catástrofe natural que atingiu o Oeste Europeu.
9) Foi provavelmente o fenómeno que teve maior repercussão aos níveis científicos e filosóficos, na
história da humanidade: pela primeira vez o governo organizou um plano de emergência a grande
escala; MP enviou polícias para manterem a ordem no Algarve e norte de África; MP assumiu a
hipótese científica do acontecimento e mandou aplicar um inquérito aos párocos.
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10) O epicentro deve ter ocorrido na falha Açores-Gibraltar, perto do banco de Gorringe. Estudos
mais recentes referem uma possível zona de subducção que poderá ter contribuído para o sismo.
11) Ocorreu em 3 fases: 1ª , durou cerca de 1,5 minutos e foi pouco violenta; a 2ª fase foi a mais
lenta e causou graves danos; a 3ª durou quase 3 minutos , foi amais violenta e provocou um grande
número de mortos e danos materiais.
12) A maior intensidade do sismo foi sentida em Lisboa e no Algarve.
13) Após o terramoto o número de vitimas continuou a aumentar: o incêndio durou mais de 6 dias, o
pânico levou as pessoas a deslocarem-se para o rio, onde foram atacadas pelo tsunami. A
destruição foi causada pelo terramoto, pelo tsunami, pelos incêndios e pelos deslizamentos de
vertentes.
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14) Manuel da Maya, Eng. Mor de D. Marques de Pombal foi o técnico responsável pela
reconstituição de Lisboa: gaiola pombalina, fundações com estacas de madeira assentes em
escombros. No dia 6 de novembro reporta os danos na Torre do Tombo e sugere que os livros e
documentos sejam guardados num recinto construído em madeira para evitar roubos e estragos.
15) MP nomeou Manuel da Maya para, com outras figuras de renome, apresentarem plantas de
reconstituição de Lisboa.
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Planta nº 5 de
Eugénio dos Santos,
que incluía símbolos
maçónicos.
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MODELOS CIENTÍFICOS
Papel fundamental na
Investigação Científica.
Modelos científicos
Apesar da existência de várias
definições de modelos e de vários tipos de
modelos.
Os modelos
permitem descrever, explicar e
prever vários aspetos da
realidade, reificando-os
(Halloun, 2007).
Um modelo é considerado, de forma geral, a
representação de um alvo com fins específicos (Giere,
2004; Oh & Oh, 2011), constituindo a ferramenta
representacional primária na ciência (Giere, 2004).
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MODELOS CIENTÍFICOS
Modelos na
Física
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MODELOS CIENTÍFICOS
Modelos na
Química
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Extraído de: Chamizo (2013)
MODELOS CIENTÍFICOS
Modelos na
Biologia
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MODELOS CIENTÍFICOS
Modelos na
Geologia
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MODELOS CIENTÍFICOS
Início do século XIX Uso de modelos e modelação
em laboratório.
James Hall
Hall, em 1815, com o intuito de
replicar a formação de grandes estruturas
e explicar a origem das dobras que
observava ao longo da costa oriental da
Escócia, construiu modelos de
montanhas.
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MODELOS CIENTÍFICOS
Início do século XIX Uso de modelos e modelação
em laboratório.
James Hall
“We are never more disposed to give credit to a philosophical system, than when we meet with a case of its successful application.”
Hall, 1815
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foi largamente contestado, quer por questões de
representatividade, quer pelo facto de não ser possível provar a ocorrência
de um fenómeno na natureza, apesar de ser possível demonstrar que uma
causa proposta pode produzir um efeito observável.
MODELOS CIENTÍFICOS
Recurso à experimentação
em Geologia
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Henry Cadell (1890)
Lyell, 1871
MODELOS CIENTÍFICOS
Read
(1886)
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MODELOS CIENTÍFICOS
Henry Cadell (1860-1934), geógrafo e geólogo escocês,
criou uma “caixa de compressão.
Terá sido Cadell um dos primeiros
geólogos a referir a necessidade de
haver uma escala que conferisse
representatividade aos modelos
experimentais.
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MODELOS CIENTÍFICOS
King Hubbert (1903-1989)
Efetuou estudos, relativos ao realismo físico das experiências, com modelos e
avaliou o âmbito e significado dos resultados obtidos com essa técnica
experimental.
Evidenciou que a redução de área e tempo, envolvidos no modelo construído, devem ser
proporcionais à resistência do material utilizado na modelação.
- demonstra que, quando o tamanho de um corpo é alterado, as restantes propriedades
físicas do corpo, como a área, volume e comprimento, alteram-se de forma proporcional.
- estabelecimento das bases de representação escalar na modelação análoga e a
definição de condições de similaridade que se tornaram fundamentais na experimentação
em Geologia.
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Fabien Graveleau, membro da Universidade de Ciências e
Tecnologias de Lille.
MODELOS CIENTÍFICOS
Modelo experimental.
Extraído de Graveleau et al. (2012).
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MODELOS NO ENSINO
Os modelos são considerados ferramentas pedagógicas poderosas que permitem ajudar os alunos no desenvolvimento de capacidades associadas com o processo de investigação científica, sendo pretendido que a modelação reflita a atividade dos cientistas.
Os modelos e atividades de modelação são, assim, fundamentais para a elucidação de uma imagem autêntica da ciência e para a construção de modelos mentais adequados, contribuindo para a aprendizagem da ciência; de como fazer ciência e sobre ciência.
No ensino das Ciências
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(Vasconcelos, Faria, Almeida & Dourado, 2014)
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MODELOS (PARA O ENSINO) DIGITAIS
Movimento de massa
http://ees.as.uky.edu/sites/default/files/elearning/module11swf.swf
Sismos
https://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualiza
tions/es1002/es1002page01.cfm?chapter_no=visualization
Falhas e Dobras
https://ees.as.uky.edu/sites/default/files/elearning/module10swf.swf
Teoria da isostasia
http://www.geo.cornell.edu/hawaii/220/PRI/PRI_PT_mountains.html#
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MODELOS PARA O ENSINO FÍSICOS
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V DE GOWIN
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Denominou-se de heurístico por ter o objetivo de ajudar o aluno a resolver a
questão central ou a compreender o processo de descoberta.
O V heurístico para compreender o
conhecimento e a sua construção
resultou de mais de 20 anos de
investigação realizada pelo seu autor
(Moreira, 2006).
Gowin estava à procura de um método
para auxiliar os alunos a
compreenderem a estrutura do
conhecimento e a sua forma de
descoberta pelos cientistas (Novak &
Gowin, 2006).
V DE GOWIN
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O lado esquerdo refere-se aos elementos conceptuais, construídos ao longo do tempo e
requisitos obrigatórios para o desenvolvimento do procedimento.
O lado direito refere-se aos elementos necessários ao desenvolvimento da atividade e ao
processo de investigação.
Usado inicialmente para clarificar a natureza e
o propósito da atividade experimental, é hoje
usado em múltiplas funções, como avaliar o
conhecimento científico ou competências
científicas. Contudo, em 1978, o V foi
introduzido nas escolas para auxiliar os alunos
a “aprenderem a aprender”. (Novak & Gowin,
2006).
A forma em V é considerada heurística porque
o V aponta para o evento/acontecimento que é
base do conhecimento.
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https://laboratoriodoensino.wordpress.com
http://www.fc.up.pt/iapg-pns/
SITES COM INFORMAÇÃO DISPONIBILIZADA:
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