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UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
DOUTORADO EM ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA
MAPA CONCEITUAL COMO ORGANIZADOR EXPLICATIVO PARA O ENSINO DE BIOTECNOLOGIA
SANDRA MARA MOURÃO CARDINALI
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Rita de Cássia Frenedozo
Tese apresentada ao Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática, da Universidade Cruzeiro do Sul, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutora em Ensino de Ciências e Matemática.
SÃO PAULO 2013
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA
UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
C258m Cardinali, Sandra Mara Mourão.
Mapa conceitual como organizador explicativo para o ensino de biotecnologia / Sandra Mara Mourão Cardinali. -- São Paulo; SP: [s.n], 2013.
179 p. : il. ; 30 cm.
Orientadora: Rita de Cássia Frenedozo. Tese (doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ensino de
Ciências e Matemática, Universidade Cruzeiro do Sul.
1. Biotecnologia – Ensino médio 2. Aprendizagem significativa -Biotecnologia 3. Mapas conceituais. I. Frenedozo, Rita de Cássia. II. Universidade Cruzeiro do Sul. Programa de Pós-Graduação emEnsino de Ciências e Matemática. III. Título.
CDU: 57.08(043.2)
UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MAPA CONCEITUAL COMO ORGANIZADOR EXPLICATIVO PARA O ENSINO DE BIOTECNOLOGIA
Sandra Mara Mourão Cardinali
Tese de doutorado defendida e aprovada pela Banca Examinadora em 19/12/2013.
BANCA EXAMINADORA:
Prof.ª Dr.ª Rita de Cássia Frenedozo Universidade Cruzeiro do Sul Presidente da Banca
Prof.ª Dr.ª Laura Marisa Cornielo Calejon Universidade Cruzeiro do Sul
Prof. Dr. Tomas Noel Herrera Vasconcelos Universidade Cruzeiro do Sul
Prof.ª Dr.ª Rita de Cássia Ruiz Instituto Butantan
Prof. Dr. Amauri Carlos Ferreira Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
À minha mãe Arlete,
ao meu esposo Humberto,
às minhas filhas, Fernanda, Isabela e Marcella,
aos meus netos, João Victor, Ana Laura e Sofia,
dedico este trabalho.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todas as pessoas que colaboraram na concretização deste trabalho:
À minha orientadora, Prof.ª Dr.ª Rita de Cássia Frenedozo, por me receber e apoiar
nesta caminhada acadêmica com suas contribuições para a realização deste
trabalho.
Ao Programa de Pós-graduação em Ensino de Matemática e Ciências, da
Universidade Cruzeiro do Sul, pela oportunidade de ofertar um ambiente de
aprendizagem motivador e acolhedor.
À Prof.ª Dr.ª Carmem Lúcia Costa Amaral, pelo entusiasmo e dedicação aos
doutorandos.
À Prof.ª Dr.ª Maria Delourdes Maciel, pela disposição e incentivo aos estudos
acadêmicos dos doutorandos.
Ao Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, instituição pública
onde adquiri minha experiência profissional, pelo grande incentivo e apoio para a
realização desta capacitação.
Aos meus amigos profissionais e estudantes de doutorado, pela amizade
demonstrada e apoio nos estudos, em especial às colegas Ana Lúcia, Beatriz e
Miriam, das quais estive mais perto nas estadias no Hotel Liau, SP. Em viagem à
Madri, Espanha, para participação do VII Seminário Ibérico e do III Seminário
Iberoamericano CTS, foi possível dividir momentos inesquecíveis com a Beatriz e a
Miriam, tornando essa viagem magnífica.
À Prof.ª Dr.ª Teresa Cristina de Melo, pelas suas contribuições e apoio para a
realização da pesquisa.
À Prof.ª Isara Lourdes Cruz Hernández, pela programação das “Oficinas de
Biotecnologia” em sua turma de Mecânica do PROEJA/CEFET-MG.
Ao Prof. Dr. Amauri Carlos Ferreira, por me incentivar a continuar os estudos,
acreditando que eu poderia ir além.
Aos estudantes da segunda série do Curso Técnico Integrado de Química e
Mecânica – turma de 2009 –, que se dispuseram a prestar auxílio no
desenvolvimento da pesquisa.
Ao meu esposo Humberto, pelo companheirismo e apoio a todos os meus projetos
de vida.
Às minhas queridas filhas, Fernanda, Isabela e Marcella, pela confiança inabalável e
incondicional.
Aos meus amados netos, João Victor, Ana Laura e Sofia, pela alegria e o colorido
que dão à minha vida.
Ao meu saudoso pai e à minha querida mãe, pela dedicação com que conduziram
minha trajetória de vida.
Muito obrigada a todos!
Serão para sempre lembrados!
CARDINALI, Sandra Mara Mourão. Mapa conceitual como organizador explicativo para o ensino de biotecnologia. 2013. 179 f. Tese (Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática)–Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2013.
RESUMO
Este trabalho avaliou a abordagem ausubeliana como ferramenta pedagógica no
processo de ensino e aprendizagem da biotecnologia em duas turmas, de Química e
Mecânica, de Cursos Técnicos Integrados ao Ensino Médio do CEFET-MG. O
objetivo principal deste estudo foi avaliar o papel do Mapa Conceitual para a
aprendizagem significativa do conteúdo da biotecnologia. Na tentativa de alcançar o
objetivo estabelecido, optou-se pela abordagem qualitativa e quantitativa, na
modalidade estudo de caso, por melhor adequar-se aos interesses da pesquisa. Na
sua efetivação, uma sequência de atividades foram propostas com as seguintes
etapas: Pré-teste; Organizador Prévio; Roteiro de Atividades, com a utilização de um
Mapa Conceitual; e Pós-teste. Essas etapas encontram-se embasadas nos
pressupostos teóricos da Teoria da Aprendizagem Significativa, e, em todos os
momentos, busca-se interligar o Mapa Conceitual, organizador explicativo, à teoria
da aprendizagem significativa. Consideramos que após as ações e intervenções
didáticas houve um ganho na inclusividade dos conceitos de biotecnologia e que a
utilização do Mapa Conceitual em muito contribuiu para esse resultado, uma vez que
ele possibilita a estruturação hierárquica dos conceitos. Qualitativamente, foi
possível observar uma considerável ampliação de conhecimentos, mediante a
incorporação de novas ideias sobre biotecnologia pelos estudantes, o que levou à
elaboração de produtos de aprendizagem com a construção de um site.
Palavras-chave: Ensino, Aprendizagem significativa, Mapa conceitual,
Biotecnologia, Cursos profissionalizantes.
CARDINALI, Sandra Maria Mourão. The conceptual map as explicative organizer for the biotechnology teaching. 2013. 179 f. Tese (Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática)–Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2013.
ABSTRACT
This paper has evaluated the Ausubelian approach as pedagogical tool in the
teaching and learning processes of biotechnology inside two classes of chemistry
and mechanics of Technical Courses Integrated to High School at CEFET (Federal
Center of Technologic Education) – MG. The main objective of this study was to
estimate the role of the Conceptual Map for the significative apprenticeship of the
content of biotechnology. In the effort of reaching the objective established, the
qualitative and quantitative approach was chosen, in the modality case study,
considering it best conforms to the interests of the research. In its effectuation, a
sequence of activities was proposed with the following stages: pretest; previous
organizer; script of activities, with the utilization of a Conceptual Map; and post-test.
These stages are based in the theorist presuppositions of Significative
Apprenticeship Theory, and the interconnection of the conceptual map, explicative
organizer, to the significant learning theory is pursuit at all moments. We considered
that after actions and didactic interventions there was a gain in incorporation of
biotechnology concepts and the utilization of the Conceptual Map has plenty
contributed for this result, once it allows the hierarchic organization of the concepts. It
was qualitatively possible to observe a considerable amplification of knowledge,
through the incorporation by students of new ideas about biotechnology, which lead
to the elaboration of apprenticeship products with the building of a site.
Keywords: Teaching, Significative apprenticeship, Conceptual map, Biotechnology,
Certificate programs.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Diagrama da articulação das áreas de Ciências da Natureza e da Matemática com a área de Linguagens e Códigos .................... 24
Figura 2 – A abordagem multidisciplinar envolvida na biotecnologia ............ 32
Figura 3 – A convergência interdisciplinar na biotecnologia........................... 33
Figura 4 – Mapa Conceitual para representar a aprendizagem significativa ........................................................................................ 55
Figura 5 – Mapa de localização do CEFET-MG – Campus I .............................. 64
Figura 6 – Estrutura da metodologia com as etapas da pesquisa ................... 67
Figura 7 – Vídeo sobre biotecnologia: a engenharia dos genes ...................... 69
Figura 8 – Mapa Conceitual de engenharia genética/biotecnologia ................ 73
Figura 9 – Mapa Conceitual com várias proposições interligadas relativas ao DNA, utilizado no plano de aula ................................... 81
Figura 10 – Embalagens de alimentos levadas pelos alunos ............................ 84
Quadro 1 – Classificação da biotecnologia por cores ........................................ 36
Quadro 2 – Cronologia das descobertas e eventos que contribuíram para o desenvolvimento da biotecnologia ............................................... 39
Quadro 3 – Instrumento de sondagem 3 – Divisão por blocos das questões objetivas do pré-teste........................................................ 68
Quadro 4 – Roteiro de atividades e plano das aulas de biotecnologia ............. 71
Quadro 5 – Conceitos básicos da biotecnologia seus significados e desdobramentos ................................................................................ 80
Quadro 6 – Principais descobertas da Engenharia Genética na linha do tempo .................................................................................................. 83
Quadro 7 – Resultado do IS1 aplicado aos alunos de Química e Mecânica ..... 88
Quadro 8 – Resultados em valores % de acertos do IS2 para as duas turmas ................................................................................................. 90
Tabela 1 – Tabulação com a frequência e o percentual de acertos para cada questão das turmas de Química e Mecânica antes e depois das ações e intervenções didáticas ..................................... 94
Tabela 2 – Tabulação da média de acertos por blocos antes e depois para as turmas de Química e Mecânica ........................................... 98
Tabela 3 – Tabulação estatística de teste e P-valor para as turmas de Química e Mecânica ......................................................................... 100
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
CEFET-MG Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
IS Instrumento de Sondagem
PCN Parâmetros Curriculares Nacionais
PCNEM Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
PDI Plano de Desenvolvimento Institucional
PGH Projeto Genoma Humano
SETEC Secretaria Profissional e Tecnológica
TCLE Termo de Consentimento Livre e Esclarecido
UD Unidade Didática
MCTI Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 13
1.1 O problema .................................................................................................... 18
1.2 O pressuposto .............................................................................................. 19
1.2.1 Subpressuposto ........................................................................................... 19
1.3 Objetivos ....................................................................................................... 19
1.3.1 Objetivo geral ................................................................................................ 19
1.3.2 Objetivos específicos ................................................................................... 20
1.4 Estrutura da tese .......................................................................................... 20
1.5 Contribuições da tese .................................................................................. 20
2 DA BIOLOGIA À BIOTECNOLOGIA ............................................................. 23
2.1 A Biologia e o ensino da Biologia ............................................................... 23
2.2 A Biologia no contexto histórico do CEFET-MG ........................................ 27
2.3 A biotecnologia ............................................................................................. 31
2.3.1 Conceitos, desenvolvimento histórico e aplicações da biotecnologia .... 33
2.3.3 Biotecnologia no processo educacional .................................................... 41
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ..................................................................... 45
3.1 Aspectos da aprendizagem significativa .................................................... 46
3.2 A aprendizagem significativa de David Ausubel ....................................... 48
3.2.1 Formas de aprendizagem significativa ....................................................... 51
3.3 Organizadores prévios e Mapa Conceitual ................................................. 55
4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ....................................................... 63
4.1 Local da realização da Pesquisa ................................................................. 64
4.2 Os sujeitos da pesquisa ............................................................................... 65
4.3 Desenvolvimento da pesquisa .................................................................... 66
4.4 Estrutura da pesquisa .................................................................................. 67
4.5 Etapas da Estrutura da Metodologia ........................................................... 68
4.5.1 Etapa I – Pré-teste ......................................................................................... 68
4.5.2 Etapa II – Organizadores prévios ................................................................ 69
4.5.3 Etapa III – Roteiro de atividades e planejamento das aulas ...................... 70
4.5.4 Etapa IV – Organizador explicativo ............................................................. 72
4.5.5 Etapa V – Pós-teste....................................................................................... 74
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 75
5.1 Descrição e análise das observações das aulas ....................................... 75
5.2 ISI ................................................................................................................... 88
5.3 IS2 .................................................................................................................. 90
5.4 IS3 .................................................................................................................. 93
5.4.1 Turma de Química e Mecânica (antes/depois) ........................................... 93
5.5 Análises por blocos de questões pelas médias ........................................ 98
5.5.1 Análise estatística por bloco de questões ................................................. 99
5.6 A Revista Bionews Magazine ..................................................................... 101
5.6.1 O produto gerado........................................................................................ 101
5.6.2 Resultado e discussão dos artigos ........................................................... 104
5.6.2.1 Turma de Química .................................................................................. 104
5.6.2.2 Turma de Mecânica ................................................................................ 108
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................... 111
REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 115
APÊNDICES ........................................................................................................... 127
ANEXOS ................................................................................................................. 154
13
1 INTRODUÇÃO
A tese aqui apresentada é produto de minha inquietude em relação ao ensino
da Biologia, em particular da biotecnologia, em cursos de Educação Profissional do
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG). Durante
anos lecionando Biologia para diferentes cursos técnicos desta instituição, sempre
observei a diferenciada aceitação desta disciplina pelos alunos, se comparada às
disciplinas da área de ciências exatas e técnicas, as quais, de modo geral, levam os
alunos a manifestarem maior satisfação em estudar. Isso pode ser entendido pelo
perfil dos estudantes que ingressam na instituição, já que a maioria visa uma
formação técnica mais voltada para a área de ciências exatas.
O CEFET-MG é uma instituição multicampi, e a pesquisa realizada no
Campus I, no bairro Nova suíça da zona Oeste de Belo Horizonte. Participaram duas
turmas do segundo ano do curso técnico integrado ao ensino médio, contando com
a participação de 32 (trinta e dois) alunos da turma de química e 35 (trinta e cinco)
alunos de mecânica.
Meu interesse em desenvolver esta pesquisa foi o de aplicar o processo de
ensino de temas biotecnológicos com foco na aprendizagem significativa, do ponto
de vista ausubeliano. Neste direcionamento, planejei – com a professora das turmas
em que a pesquisa foi realizada – uma prática didática utilizando um Mapa
Conceitual, considerando-o uma projeção prática da teoria da aprendizagem
significativa de Ausubel. Na elaboração do Mapa Conceitual, partimos do conceito
mais geral e inclusivo da engenharia genética para, progressivamente,
diferenciarmo-lo em termos de detalhes e especificidade. Utilizado como organizador
explicativo, este instrumento ficou centrado nos conceitos de referência da
biotecnologia, colaborando para o aprendizado dos estudantes, e auxiliando a
professora a organizar o objeto de aprendizado. Como observadora, pude verificar
que o Mapa Conceitual revelou-se uma estratégia potencialmente útil para dar
significados aos conceitos de biotecnologia.
Considero que a proposta de ensino de temas biotecnológicos privilegia um
ambiente de aprendizagem para os estudantes, favorecendo a compreensão de que
14
a ciência e a tecnologia são conhecimentos que interferem no contexto de suas
vidas. Temas biotecnológicos estabelecem redes de conhecimentos com as áreas
de ciências genômicas e, ao efetivar e consolidar o ensino das tecnologias aplicadas
à Biologia, a biotecnologia corrobora a formação de valores éticos e de
responsabilidade. O conhecimento da biotecnologia auxilia os alunos na tomada de
decisões no futuro, frente aos desafios e ambiguidades impostas pelas novas e
extraordinárias descobertas sobre a vida em nível celular e molecular, divulgadas
constantemente pela mídia.
Diante do grande volume de conhecimentos produzidos em Biologia sobre a
vida em nível celular e molecular, o momento atual é de reconfiguração do processo
educativo. Temas polêmicos relacionados à pesquisa genômica, à clonagem de
órgãos e organismos, ao emprego de células tronco e, especialmente, à produção e
utilização de organismos transgênicos, passam a ser discutidos dentro e fora da
escola.
De acordo com Giassi (2009), convivemos num mundo comandado pela
ciência e pela tecnologia, tornando-se indispensável estarmos sempre atualizados,
para que possamos interagir com desenvoltura diante de tantas tecnologias que
fazem parte de nossas vidas. Nesse contexto, a Biologia, hoje, tem destaque entre
as ciências de ponta, e os avanços científicos desta área marcam sensivelmente a
sociedade, desde o século passado.
No acelerado ritmo de produção do conhecimento, simplesmente acrescentar
conteúdos de Biologia em sala de aula não se justifica. É preciso focar na promoção
da autonomia intelectual do aluno e propor situações de aprendizagem que abordem
conceitos devidamente contextualizados, articulando-os com outros campos do
conhecimento, sempre que possível.
Estamos convivendo com grandes avanços do conhecimento da Biologia, nos
últimos tempos, em que diversos organismos têm sido minuciosamente investigados
mediante técnicas que permitem o sequenciamento do DNA (ácido
desoxirribonucleico) e uma crescente quantidade de pesquisas envolvendo
experimentos de clonagem, produção de alimentos e medicamentos provenientes de
15
organismos geneticamente modificados (OGMs), e uma infinidade de outros
resultados da investigação científica.
Nesse cenário com perfil científico e tecnológico, em que questões polêmicas
surgem a todo instante na vida dos estudantes, é importante que eles saibam optar
ou não por alimentos transgênicos, opinar sobre o uso de embriões humanos para
fins terapêuticos, discutir questões éticas e morais envolvidas na clonagem, entre
outros.
É inegável que o século XX foi marcado por inúmeros eventos históricos e
políticos, mas, certamente, será lembrado pelos avanços científicos e tecnológicos,
como os da engenharia genética, que possibilitou, por exemplo, a obtenção da
insulina disponível no mercado atual. Percebe-se, então, a necessidade de explicitar
os avanços da engenharia genética e as atuais pesquisas neste campo aos alunos,
pois é praticamente impossível admitir que eles permaneçam alheios a estas
descobertas. Surge, então, a necessidade de atualizar os conteúdos das disciplinas
científicas, adequando-as aos currículos e programas atualizados, para educar as
gerações do século XXI, que estão constantemente recebendo informações sobre
temas biotecnológicos, veiculadas nos meios de comunicação.
O principal desafio do ensino de Biologia no século XXI é fazer com que o
aluno reconheça a necessidade de ampliar seu quadro de referências, apropriando-
se de conceitos e competências que o permitam transitar em diferentes contextos,
que vão desde a realidade cotidiana, local, concreta, até a distante, global, mais
abstrata.
Diante da constante exposição dos estudantes às informações divulgadas
diariamente pela mídia, é inevitável que eles sejam influenciados pelos
conhecimentos do senso comum e pelo conhecimento escolar quando confrontados
com questões que exijam uma decisão pessoal.
Krasilchik e Morandino (2007) descrevem que, ao longo dos últimos anos, a
preocupação com o nível de conhecimento sobre ciência e tecnologia da população
se intensificou no mundo inteiro, em especial no Brasil, e essa preocupação
desencadeou uma série de ações em nível individual, institucional e governamental,
seja na iniciativa pública ou privada.
16
De acordo com as autoras, a compreensão da ciência é hoje essencial para
interpretar o mundo e melhorar a qualidade de vida, e o ensino não pode deixar de
considerar a perspectiva cultural da ciência. Para tanto, espera-se que, por meio das
diversas ações de divulgação, o estudante esteja apto a se atualizar quanto às
inovações científicas e tecnológicas, opinando e tomando decisões sobre elas.
A Biologia é uma ciência extremamente dinâmica e, a cada ano, mais de um
milhão de artigos científicos relacionados às diversas áreas que a compõem são
publicados. Novas fronteiras de investigação vêm sendo impulsionadas pelo
aperfeiçoamento de técnicas da biologia molecular, como a genética, a engenharia
genética, a sistemática, entre outras.
A divulgação da produção do conhecimento científico, no cenário nacional e
internacional, tem sido promovida por diversos eventos, com aumento significativo.
As áreas de pesquisa em Educação e Ensino de Ciências e Biologia têm se
consolidado no Brasil, haja vista o volume e a seriedade dos trabalhos
apresentados. A título de ilustração, podemos ressaltar o IV Encontro Regional de
ensino de Biologia, realizado de 22 a 25 de outubro de 2007, na Universidade
Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), que teve como tema central “Ciências
Biológicas e Ensino de Biologia: tradições, histórias e perspectivas”. Nesse recorte
temporal definido, delineei o mapeamento pelo estado da arte, a relevância, a
objetividade, a originalidade da Biologia à biotecnologia. O artigo na íntegra
encontra-se no Anexo E (CARDINALI; FRENEDOZO, 2011).
Diante da relevância da introdução de temas científicos contemporâneos
relacionados à biotecnologia no presente, torna-se indispensável a (re) construção
de saberes e práticas.
Segundo Belote (2011),
[...] o estudo destes temas em sala de aula torna-se fundamental para que os alunos o compreendam: para que possa conhecer, avaliar e participar das implicações éticas, morais, políticas e econômicas das manipulações genéticas, analisando-as e avaliando os riscos e benefícios para a humanidade e o planeta.
A biotecnologia compreende o estudo de técnicas e processos associados à
obtenção de produtos de interesse humano, sendo que a manipulação da molécula
17
de DNA constituiu uma das maiores revelações científica do século (PAULINO,
2008).
A biotecnologia coloca-se não apenas como uma nova área no domínio da
ciência, e sim, como epicentro de transformações que se processam na vida
contemporânea, reconfigurando economicamente o mundo, do agronegócio à
indústria farmacêutica, tornando-se parte do cotidiano dos consumidores, ao tornar
possível a disponibilização de produtos nas gônadas de mercado e ao criar novas
possibilidades de tratamentos medicinais, e, sobretudo, midiaticamente, nos debates
públicos em torno de questões éticas envolvendo vários temas, como: transgenia,
terapia genéticas, entre outros.
Semelhantes exemplos encontram-se na Revista Veja, de 30 de abril de
2008, que traz uma reportagem intitulada “As embrionárias é que curam”, sobre
pesquisas na área da cardiologia que mostram a superioridade das células de
embriões sobre as adultas, cujo desafio consiste em dominar o processo pelo qual
elas dão origem a cada tipo de tecido (VIEIRA, 2008).
Um clássico cinematográfico é o filme “Gattaca” (ANDREW NICOLL, 1997),
que se baseia em preocupações sobre as tecnologias reprodutivas que facilitam a
eugenia1 e as possíveis consequências de tais desenvolvimentos tecnológicos para
a sociedade. Essa produção contribuiu para alertar os ufanistas das biotecnologias
ao desnudar as implicações éticas, sociais e morais da ciência. Segundo Klein,
apenas reforçou um mito, desviando-se da informação mais consistente (KLEIN,
2011).
Em reportagem de 2 de abril de 2012, Waldhelm (2012) menciona que o
aluno deve se ver como cidadão do bairro e do mundo e articular o que aprende na
escola da vida. Assim, não basta aprender sobre poluição local, sem entender que
relação isso tem com o aquecimento global. Complementando sua linha de
pensamento, afirma que despertar o aluno nesse sentido é um desafio, e a escola
precisa incorporar aspectos do seu universo para envolvê-lo na aprendizagem com
novas tecnologias, redes sociais, entre outras.
1 Eugenia: disciplina/doutrina cujo objeto de estudo é as questões referentes ao “melhoramento” físico e mental do Homo sapiens; incentiva a reprodução dos “aptos”, limitando e até excluindo a reprodução dos que portam “defeitos”.
18
A partir das exemplificações dos parágrafos anteriores, observamos que
inúmeras informações dos conhecimentos da contemporaneidade interagem ao
elenco de saberes, e justifica-se a escolha do conteúdo de biotecnologia para
apropriação crítica dos conhecimentos desta área.
Portanto, a busca de novas práticas pedagógicas que possam auxiliar os
alunos a emitir opiniões e posicionarem-se criticamente é de fundamental
importância no ensino da biotecnologia e contribui para a formação científica de
futuros cidadãos responsável pelos seus atos, tanto individuais como coletivos, para
conquistar o bem-estar social e a capacidade de realizar críticas exigentes diante
daqueles que tomam decisões.
A pesquisa aqui apresentada caracteriza-se como uma investigação
qualitativa e quantitativa. Os procedimentos metodológicos utilizados foram da
observação não participante. A pesquisa é definida como um estudo de caso, pois
está centrada em uma organização particular e em um caso específico dessa
organização, mais especificamente, em um professor e em duas turmas de segundo
ano de Ensino Técnico.
De acordo com Severino (2010), o estudo de caso configura um caso
representativo, apto a fundamentar uma generalização para situações análogas,
autorizando inferências. Os dados coletados devem ser registrados com rigor,
seguindo todos os procedimentos da pesquisa de campo.
No delineamento da pesquisa, optou-se pelo uso dos referenciais da Teoria
da Aprendizagem Significativa nos preceitos de Ausubel. Como estratégia de ensino,
utilizou-se um Mapa Conceitual, organizador explicativo, como escopo para a
construção de uma metodologia que permitisse identificar a relação existente entre
os conhecimentos prévios dos estudantes e a promoção de uma aprendizagem
significativa.
1.1 O problema
O problema que esta pesquisa procura investigar pode ser enunciado da
seguinte maneira: como o Mapa Conceitual contribui para uma aprendizagem
19
significativa de conceitos relevantes de biotecnologia? A partir desse problema, têm-
se as seguintes questões norteadoras:
a) Que interesse apresentam os estudantes pelos temas de biotecnologia
veiculados pela mídia?
b) Quais são os conhecimentos prévios dos alunos sobre temas atuais da
biotecnologia?
c) Que conceitos essenciais foram agregados a partir das ações e
intervenções didáticas, propiciando uma aprendizagem significativa?
1.2 O pressuposto
A aplicação do Mapa Conceitual, organizador explicativo, para estudantes de
educação básica é fundamental para a aprendizagem significativa. No entanto,
variáveis intervenientes de conteúdos programáticos da biotecnologia,
proporcionadas pelo caráter midiático, abrem possibilidades para a construção de
conhecimentos próximos à realidade dos estudantes, o que pode levar à elaboração
de produtos de aprendizagem.
1.2.1 Subpressuposto
As disciplinas de formação geral em cursos técnicos demandam estratégias
específicas, para que estejam próximas à realidade dos estudantes, sem perder o
caráter de fundamentos ordenados da área do saber, a exemplo o conteúdo
programático da biotecnologia nos cursos profissionais da educação básica, em sua
modalidade multidisciplinar.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
Avaliar o papel do Mapa Conceitual para a aprendizagem significativa do
conteúdo de biotecnologia.
20
1.3.2 Objetivos específicos
a) Realizar um levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos sobre
temas atuais de biotecnologia.
b) Avaliar o Mapa Conceitual como organizador explicativo no ensino de
biotecnologia.
c) Avaliar a aprendizagem dos alunos a partir do Mapa Conceitual, antes e
depois das ações e intervenções didáticas.
1.4 Estrutura da tese
A pesquisa apresentada compõe-se de seis capítulos distintos. O escopo da
Biologia e da biotecnologia com suas implicações e evolução histórica, tanto na
sociedade quanto nos currículos escolares, é o tema do Capítulo 2. No Capítulo 3,
apresentamos uma revisão da literatura, focando na aprendizagem e no ensino de
conceitos científicos e tratando a biotecnologia como objeto de aprendizagem,
segundo a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, Novak e Hanesian
(1980). No Capítulo 4, apresentamos a metodologia que orientou a realização da
pesquisa. Os procedimentos realizados encontram-se ancorados na abordagem do
papel do professor e do estudante e nas interações em aulas teóricas com a
utilização do Mapa Conceitual, organizador explicativo, com ênfase em
biotecnologia. Citamos os instrumentos de investigação e os procedimentos para
coleta de dados. No Capítulo 5, apresentamos os resultados e a discussão dos
dados com foco na aprendizagem significativa e nos preceitos de Ausubel, Novak e
Hanesian (1980). Finalizando, no Capítulo 6, destacamos as considerações finais a
respeito dos resultados encontrados na pesquisa, com as implicações pedagógicas,
além de indicar possíveis contribuições para o ensino e a aprendizagem de
conteúdos de Biologia, com ênfase na biotecnologia, nas disciplinas que integram o
quadro de disciplinas de formação geral nos diferentes cursos do CEFET-MG.
Dessa maneira, este trabalho enfrenta um decurso da pesquisa que aproxima
a Biologia, a biotecnologia, o Mapa Conceitual e a aprendizagem significativa.
1.5 Contribuições da tese
21
Espera-se que esta tese possa contribuir para o ensino de biotecnologia,
frente à extensão do conteúdo de Biologia tratado no Ensino Médio. Como é uma
área multidisciplinar, incide em diversos setores produtivos, como indústria, energia,
meio-ambiente, biodiversidade, agricultura, pecuária, alimentos e saúde. Por ser
grande sua abrangência, a proposta de utilizar e adotar uma estratégia de ensino
adequada é importante para que se alcance a aprendizagem significativa dos
estudantes. O Mapa Conceitual é uma proposta adicional e inovadora da teoria
ausubeliana, e pode ser ampliada e retomada nos diferentes conteúdos da Biologia.
Pode ser utilizado para o entendimento de conceitos e suas relações, para a
elaboração de plano de aula, ementas de um programa, matrizes curriculares,
dentre outros, além de possibilitar a comunicação ente coordenadores, professore e
alunos de uma instituição de ensino.
23
2 DA BIOLOGIA À BIOTECNOLOGIA
2.1 A Biologia e o ensino da Biologia
O termo Biologia foi usado pela primeira vez em 1809, pelo naturalista francês
Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Até então, algumas das áreas que mais tarde
iriam se tornar disciplinas estavam integradas à medicina (caso da anatomia e da
fisiologia), à história natural e à botânica. Alguns autores consideram que somente
após o advento da teoria da evolução, elaborada pelos britânicos Charles Darwin e
Alfred Wallace, a Biologia se consolidou como ciência, porque passou a apresentar
uma explicação causal para os fenômenos. A genética, por exemplo, desenvolveu-
se a partir do século XX.
Em Biologia, certos conceitos, como: evolução, célula, gene, homeostase e
energia, são essenciais para compreender fenômenos e processos que permitem ao
aluno fazer extrapolações e agregar conceitos mais periféricos. Nesse contexto, a
Biologia atual assenta-se notadamente sobre cinco grandes princípios unificadores:
teoria da evolução2; teoria celular3; teoria do gene4; princípios da homeostase5; e
aproveitamento da energia pelos sistemas vivos6.
2 A teoria da evolução é o principal conceito organizador da biologia, e suas premissas partem do princípio darwinista de que as espécies se alteram ao longo do tempo e de que todas as formas de vida descendem de um ancestral comum. Disciplinas como a genética (com conceitos de mutação e variabilidade), a biogeografia (com a noção de distribuição da fauna e flora), a embriologia (com os conceitos de homologia e analogia) e a ecologia (com estudos populacionais) contribuem para dar sustentação à teoria da evolução. 3 A Teoria celular está baseada em três pressupostos: os seres vivos são formados por pelos menos uma célula; as células são unidades funcionais ou fisiológicas dos seres vivos; e novas células só se formam pela reprodução ou a partir de células preexistentes. 4 A teoria do gene fundamenta-se nas características individuais que em última análise são codificadas pelo DNA, o componente fundamental dos genes. Através deste estudo, é possível compreender como o DNA está organizado, como a informação genética é passada de uma geração para outra e como os genes atuam e interagem desde o nível celular até a produção de um novo indivíduo. 5 O princípio da homeostase compreende a propriedade de um sistema regular em seu ambiente interno, de modo a fazer perdurar uma condição estável, fundamental para a manutenção da vida. Ela representa, em geral, um equilíbrio dinâmico da vida, alcançado por meio de mecanismos regulatórios. 6 O aproveitamento de energia pelos seres vivos depende de um aporte contínuo de energia. As relações entre os organismos e os ecossistemas envolvem, fundamentalmente, um fluxo de energia que se inicia com a participação da energia solar na fotossíntese e se desenvolve por meio da transformação, da utilização, da transferência e da perda de energia ao longo das cadeias tróficas (SANTOS et al., 2010, p. 7-8).
24
Os princípios unificadores da Biologia atual integram variados conhecimentos,
possibilitando aos estudantes a compreensão dos fenômenos de natureza biológica
e permitindo que eles os utilizem para emitir opiniões, posicionar-se criticamente e
fazer escolhas perante questões relativas ao corpo, à saúde, ao meio ambiente, a
ciências e à tecnologia e seus impactos sobre a sociedade que não sejam pautadas
apenas no senso comum.
A Biologia compõe a grande área das Ciências Naturais ou Ciências da
Natureza. Nas diretrizes e nos parâmetros curriculares que organizam o Ensino
Médio no Brasil, a Biologia, a Química, a Física e a Matemática integram a mesma
área do conhecimento: a área de Ciências da Natureza, Matemática e suas
Tecnologias. O termo “Tecnologia”, por si só, não traria mudanças às disciplinas
nela envolvidas, porém, trouxe consigo implicações importantes, que devem ser
consideradas. Para as disciplinas desta área, é necessário ressignificar conceitos,
romper consensos, construir saberes entre muitos outros (BRASIL, 1999b).
A Figura 1 ilustra uma síntese por meio de um diagrama que expressa como
as áreas das Ciências da Natureza e da Matemática se articulam com as áreas de
Linguagens e Códigos – sobretudo através do desenvolvimento das competências e
de representação e comunicação – e com a área de Ciências Humanas –
especialmente pelo desenvolvimento das competências de contextualização
sociocultural. Ainda neste diagrama, é possível observar de que forma as várias
disciplinas da área igualmente se interligam por essas duas competências gerais e
também pela de investigação e compreensão (BRASIL, 2002).
Figura 1 – Diagrama da articulação das áreas de Ciências da Natureza e da
Matemática com a área de Linguagens e Códigos
25
Fonte: BRASIL, 2002, p. 25.
Nas orientações Educacionais Complementares aos PCNEM – os PCN+ da
área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias – encontram-se
comentários sobre a inserção da Biologia Contemporânea no nível de Ensino Médio
a partir de relações com os fenômenos naturais (NASCIMENTO; AVETTI, 2006).
Atualmente, a Biologia tem destaque entre as ciências de ponta, e os avanços
científicos desta área marcam sensivelmente a sociedade, desde o século passado.
Deste modo, seu ensino tem relevância para a vida de todos os educandos, e as
escolas têm a função de contribuir para que os conhecimentos cheguem a todos.
Para Lopes (2007), as escolas são formas sociais que podem ampliar as
capacidades humanas visando o desenvolvimento pleno do indivíduo, tornando-o
capaz de adquirir conhecimentos que contribuam para sua transformação individual
e do grupo no qual está inserido.
Nesse sentido, os estudantes devem buscar significados no conhecimento
científico e, para isso, necessitam de instrumentos que os possibilitem – quando
diante de situações reais – se posicionarem, ou pelo menos elaborarem argumentos
fundamentados contra ou a favor de fatos biológicos apresentados, fatos estes que
fazem parte de um rol que permite um posicionamento especialmente frentes às
questões éticas.
É indiscutível que os currículos escolares devem ter orientações que tornem
os estudantes aptos a interagirem com o mundo material e a compreenderem o
mundo natural, e o papel da Biologia é instrumentalizá-los para isto. A Biologia se
coloca diante do enfrentamento de questões que visam à manutenção da própria
existência, no que diz respeito à saúde, à produção de alimentos, à produção
tecnológica, ou seja, no modo como as pessoas interagem com o ambiente para
dele extraírem sua sobrevivência.
De acordo com os PCNEM,
[...] é objeto de estudo da Biologia o fenômeno da vida em toda a sua diversidade de manifestações. [...] O aprendizado da Biologia deve permitir a compreensão [...] dos limites dos diferentes sistemas explicativos [...] e a compressão que a ciência não tem respostas definitivas [...] (BRASIL, 2002, p. 219).
Devemos pensar na Biologia como um meio, e não como um fim em si
26
mesmo, uma vez que, selecionando conteúdos expressivos, que favoreçam a
construção de competências que possibilitem aos estudantes fazerem escolhas mais
sábias acerca de assuntos da realidade, tornamo-los mais aptos a emitir suas
opiniões. Discussões atuais sobre as aplicações de técnicas biotecnológicas não
envolvem somente os possíveis riscos casuais biológicos, mas também se
concentram nos problemas e nas decisões éticas7 da clonagem, da seleção de
embriões, das pesquisas com células-tronco, e deverão ser discutidas e assumidas.
Somente uma sociedade bem informada sobre esses assuntos será capaz de
assegurar que a tecnologia seja empregada de maneira ética e humana.
Para Krasilchik (2008), a formação biológica pode contribuir para que cada
indivíduo seja capaz de compreender e aprofundar as explicações atualizadas de
processos e de conceitos biológicos, sendo que esses conhecimentos devem
contribuir para que cada pessoa seja capaz de usar o que aprendeu ao tomar
decisões de interesse individual e coletivo, no contexto de um quadro ético de
responsabilidade e respeito que leve em conta o papel do homem na biosfera.
Segundo a autora, “a Biologia pode ser uma das disciplinas mais relevantes e
merecedoras da atenção dos alunos, ou mais insignificante e pouco atraente
dependo do que for ensinado e de como isto for feito” (KRASILCHIK, 2008, p. 1).
Bonzanini (2005) descreve que o ensino de Biologia espera ampliar as
possibilidades de compreensão e participação efetiva no mundo atual, através da
contextualização de assuntos relacionados a esta ciência e inseridos na vida do
aluno. O pleno domínio da ciência e suas benesses, atualmente, estão concentrados
em uma parcela ínfima da sociedade. A mudança nesse quadro será possível se as
escolas desenvolverem programas educacionais, implementando suas práticas
pedagógicas.
Escolas, museus, programas de rádio e televisão, revistas, jornais impressos
e internet devem se colocar como parceiros nessa empreitada de socializar o
conhecimento científico de forma crítica.
Desse modo, ao ensinar a Biologia deve-se prever a incorporação de temas
atuais, que motivem o estudante a aprender conceitos, levando em consideração as
8 Ética e moral referem-se ao conjunto de costumes tradicionais de uma sociedade e que, como tais, são considerados valores e obrigações para a conduta de seus membros. (CHAUI, 1996).
27
estratégias e recursos que podem instigá-los, motivá-los e surpreendê-los, de tal
modo que se sintam motivados a participar de discussões e debates dentro e fora da
escola.
Nesse sentido, em suas práticas educativas, cabe ao professor desenvolver
estratégias de ensino para que o conhecimento científico seja aprendido de maneira
não acumulativa de informações, e sim, de forma significativa para a tomada de
decisões.
2.2 A Biologia no contexto histórico do CEFET-MG
A organização curricular do Ensino Médio Integral, numa perspectiva de
integração, contempla as disciplinas da formação geral (da cultura geral) e as de
formação específica (da cultura técnica). A Educação Profissional obedece à
quantidade de disciplinas e o número de aulas nas duas áreas de formação. Para os
cursos de educação profissional, favorece uma formação para além da técnica,
associando a teoria e a prática, a ciência e a cultura, a técnica e a tecnologia,
percebendo o sujeito em sua integridade. Nessa perspectiva, observa-se uma
dualidade educacional, uma educação "propedêutica", que pressupõe um caminho à
intelectualidade (saber pensar), e a educação voltada especificamente para o ensino
técnico-profissional, ou para operacionalização (saber fazer).
Pela matriz curricular, a Biologia compõe-se como uma disciplina básica e de
formação geral. Na década de 1980, apresentava-se na grade curricular como
“Biologia e Programa de Saúde”, envolvendo higiene e saúde pública, saúde
comunitária, higiene e medicina do trabalho, doenças infectocontagiosas e noções
gerais de primeiros socorros. Era ministrada com uma carga horária de duas
horas/aula semanais nas turmas de segunda série dos cursos técnicos do turno
diurno e nas turmas da terceira série dos cursos noturnos.
Entre os objetivos gerais da disciplina citavam-se o desenvolvimento de
hábitos e comportamentos saudáveis; o reconhecimento das principais doenças e
seus agentes causadores e as medidas profiláticas a serem tomadas; a utilização de
medidas adequadas em casos de acidentes no lar, na escola, no trabalho e em
momentos de lazer; e o aprimoramento de hábitos e atitudes de solidariedade
28
humana e de preservação do meio ambiente. O Conteúdo Programático compunha-
se de cinco unidades de estudo8. No cronograma previsto bimestralmente, eram
ministradas duas horas/aulas semanais com os seguintes procedimentos didáticos:
aulas expositivas; estudos dirigidos; trabalhos em grupo; pesquisa. Como recursos
didáticos utilizavam-se: retroprojetor, slides e transparências. Como recursos de
avaliações, estavam previstos: trabalhos em grupo e prova oral e escrita. Nas
décadas de 1980 e 1990, o livro-texto adotado foi “Programa de Saúde”, da editora
Ática, dos autores, José Luiz Vasconcelos e Fernando Gewandsznajder.
Esse período é considerado crítico, uma vez que os alunos consideravam a
Biologia uma disciplina desmotivadora, desnecessária e desinteressante. Esse
quadro persistiu até a década de 1990, com o advento da Lei de Diretrizes e Bases
da Educação Nacional (LDB) (BRASIL, 1996). No final da década de 1990, o
Ministério da Educação produziu e definiu para o Ensino Médio os PCNEM e os
PCN com os princípios da reforma curricular, orientando o professor na busca de
novas abordagens metodológicas (BRASIL, 1999a).
A partir do ano 2000, em consonância com o Projeto Pedagógico Institucional,
a Biologia, na Educação Profissional Técnica de Nível Médio Integrado, passou a ser
ministrada na primeira série, com uma carga horária semanal de três horas/aula e
perfazendo uma carga total de 120 horas/aulas anuais. Na segunda série, passou a
ser ministrada com uma carga horária de duas/horas semanais perfazendo uma
carga horária de 80 horas/aulas anuais, com os conteúdos planejados por séries9.
8 Unidade 1 – Noções Gerais de Primeiros Socorros: etapas básicas; feridas; hemorragias; estado de choque; desmaios; convulsões; respiração artificial; queimaduras; insolação; choque elétrico; emergências cardiorrespiratórias; fraturas; intoxicação; picada de animais peçonhentos; partos de emergência; afogamento. Unidade 2 – Doenças infectocontagiosas: noções gerais sobre vírus, bactérias e fungos; doenças produzidas por vírus, bactérias e vermes; noções gerais sobre protozoários e vermes; doenças produzidas por protozoários e vermes. Unidade 3 – Higiene comunitária e medicina preventiva: higiene, alimentação, esporte e saúde; reprodução humana. Unidade 4 – Higiene e medicina do trabalho: conceito e importância; doenças profissionais; prevenção de acidentes do trabalho. Unidade 5 – Higiene e saúde pública: saúde pública; água, lixo e esgoto; introdução à ecologia: poluição. 9 1ª série: Unidade I – Biologia e Origem da Vida; Unidade II – Química da célula; Unidade III – Estudo da Célula; Unidade IV – Metabolismo Celular; Unidade V – Histologia: Animal e Vegetal. 2ª série: Unidade I – Classificação dos seres vivos; Unidade II – Vírus; Reinos: Monera, Protistas; Unidade III – Reino: Metazoa; Unidade IV – Fisiologia Animal; Unidade V – Reino Metaphyta. 3ª série: Unidade I – Leis de Mendel; Unidade II – Biotecnologia; Unidade III – Evolução; Unidade IV
29
Os livros-textos adotados para o direcionamento das práticas didático-
pedagógicas foram: “Biologia” de, autoria de Armênio Uzunian e Ernesto Birnier, da
Editora Harbra, volume único; e “Biologia Hoje”, de autoria de Sérgio Linhares e
Fernando Gewandsznajder, da Editora Ática, volumes 1, 2 e 3.
Mesmo diante das mudanças, a carga horária destinada à disciplina
continuava deficitária. Contudo, houve por parte dos professores motivação para a
busca de novas práticas didáticas em sala de aula.
Na perspectiva de aprimorar e consolidar a integração dos processos
formativos na Educação Técnica de Nível Médio, proposta no Plano de
Desenvolvimento Institucional (PDI), em novembro de 2008, foi promovido o
“I Seminário Currículo Integrado: Concepções e Perspectivas”, organizado pela
Diretoria de Educação Profissional e Tecnológica, em parceria com a Coordenação
Pedagógica, com os seguintes objetivos específicos:
a) compreender a concepção docente sobre a organização curricular dos
cursos técnicos de nível médio na perspectiva da integração entre a
formação geral (Ensino Médio) e a formação técnica (Ensino Profissional);
b) levantar os aspectos teórico-metodológicos e legais que informam a noção
de currículo integrado adotada pelo Plano de Desenvolvimento (PDI);
c) construir com os professores estratégias/ações para o desenvolvimento do
currículo integrado;
d) promover o encontro dos professores que lecionam nos cursos integrados,
para refletirem sobre suas práticas pedagógicas, no que tange ao
favorecimento da integração dos eixos estruturantes do currículo integrado
(ciências, trabalho, cultura e tecnologia);
e) fomentar, entre os docentes, a prática de encontros pedagógicos que
visem à integração de suas experiências.
Dando continuidade à consolidação da proposta desse encontro, em outubro
de 2010, ocorreu o “II Encontro de Professores de Formação Geral”, dos cursos
técnicos integrados de nível médio (ANEXO A). Nesse encontro, foi possível um
diálogo entre os professores, para avaliarem e discutirem os programas da disciplina
– Ecologia.
30
e apresentarem uma proposta em uma perspectiva integradora para implantação em
todas as unidades a partir de 2011. Na oportunidade, os professores avaliaram os
livros utilizados e debateram novas práticas pedagógicas.
Foi também discutida a possibilidade de atrelar aos conteúdos de Biologia, a
partir de suas ementas, aos aspectos biotecnológicos envolvidos, uma vez que os
avanços científicos e tecnológicos subsidiam discussões e contribuem para motivar
e estimular os estudantes ao estudo da disciplina. Habitualmente considerada uma
ciência dura, a Biologia trata de conteúdos não absolutos, resultantes de uma
história plural, contínua e social, sobretudo as questões que permeiam os temas de
biotecnologia que envolvem elementos científicos básicos e, ao mesmo tempo,
integram técnicas e protocolos específicos para a obtenção de produtos de uso
diário na indústria alimentícia, na farmacológica, na área da saúde e na reprodução.
Logo, é pertinente à formação integral dos estudantes em cursos de educação
profissional, para que aconteça uma formação para além da técnica.
Em outubro de 2013, foi realizado o ciclo de Estudos sobre Referências
Curriculares para o Ensino Médio e a Educação Profissional, proposto para a “IX
emana de Ciência e Tecnologia no CEFET-MG” (ANEXO E). Esse ciclo deu
continuidade a uma série de três seminários pela Coordenação de Ciências, para
possível reflexão sobre as práticas educativas, tendo como referência os
documentos oficiais que norteiam os currículos da formação geral e profissional em
nível médio, na busca de aprofundar a discussão, produzir sistematizações e propor
ações a serem concretizadas a partir do ano letivo de 2014. Essa proposta
possibilitou avançar o diálogo entre as disciplinas e buscar concretizar a
interdisciplinaridade, inicialmente entre a Física e a Biologia. Nesse direcionamento,
foi discutido como configurar a Biologia em cursos profissionalizantes que
demandam uma abordagem diferenciada a do ensino propedêutico. Portanto,
adequar o conteúdo programático no contexto biotecnológico, constitui uma meta a
ser alcançada na Biologia. Mesmo debatido nos encontros anteriores já citados, o
ensino da Biologia ainda precisa avançar. Compete aos professores da disciplina
planejar e agir revendo suas práticas pedagógicas, propondo o uso de instrumentos
facilitadores no ensino de seus conteúdos.
31
Outro aspecto a ser considerado é que os conteúdos de Biologia estão
estruturados, numa organização didática, segundo uma gradação quanto aos níveis
de complexidade, por exemplo, no caso da matéria viva: moléculas – organoides –
células – tecidos – órgãos – organismo – população – comunidade – ecossistemas –
biosfera. Esse tipo de organização do conteúdo ocorre na maior parte dos livros de
Biologia, contrariando o que preconiza a teoria ausubeliana. Para Ausubel, os
conceitos mais inclusivos deveriam ser ensinados primeiro, para depois serem
ensinados os conceitos a eles subordinados. A teoria da aprendizagem significativa
possibilita romper com essa concepção, uma vez que supõe a compreensão das
relações entre os elementos de uma situação ou de um fenômeno biológico.
2.3 A biotecnologia
A biotecnologia moderna está presente constantemente na vida cotidiana das
pessoas, entretanto, o homem lida com produtos biotecnológicos antes mesmo de
entender os processos químicos ou celulares, como, por exemplo, na produção de
vinho e pães. Até mesmo a modificação genética das espécies já ocorria desde o
início da humanidade, com a seleção de indivíduos para o melhoramento de culturas
agrícolas.
Com o desenvolvimento da biotecnologia, a melhora genética passou a ser
feita de forma cientifica, através de técnicas desenvolvidas por uma nova ciência
integrante da biotecnologia, conhecida como engenharia genética, que se constitui
como uma nova ciência que possibilita a realização de experimentos na área da
genética, com resultados surpreendentes sobre a vida.
A proposição do modelo da estrutura da molécula do DNA por Watson e
Crick, em 1953, e a síntese de DNA em laboratório abriram novas pesquisas e
podem ser considerados dois eventos científicos que abriram caminho para a
engenharia genética. A molécula de DNA, por se constituir em uma estrutura
química comum entre os seres vivos, permite que a própria barreira da formação de
espécies biológicas seja rompida, pois o DNA, como molécula fundamental
portadora da informação gênica, codifica as mesmas proteínas em animais, plantas
ou microrganismos. Entretanto, ainda existe entre as pessoas certa insegurança
quanto à utilização de produtos biotecnológicos, provavelmente devido à alta
32
velocidade com que as pesquisas acontecem e também pela atenção da mídia
sobre o assunto.
Segundo Domingues (2011), no campo epistemológico, a biotecnologia se
configura como uma ciência multidisciplinar, com justaposição de disciplinas e com
natureza essencialmente aditiva e não integrativa, aproximando as disciplinas e
compartilhando informações.
A Figura 2 ilustra a abordagem multidisciplinar envolvida na biotecnologia com
algumas dessas interações. Ela não existe como disciplina isolada, pois envolve
uma grande variedade de áreas científicas distintas. Contudo, cada área preserva
sua metodologia (procedimento) e independência. A multidisciplinaridade é
precondição da interdisciplinaridade, termo que significa “entre disciplinas” ou
“interface das disciplinas”.
Figura 2 – A abordagem multidisciplinar envolvida na biotecnologia Fonte: Villen, 2013.
Para Philippi e Silva (2011), a convergência das disciplinas não pertencentes
à mesma classe pode assumir uma abordagem interdisciplinar com transferência de
métodos de uma para outra. Nessa abordagem, a biotecnologia integra conceitos,
terminologias e métodos, repercutindo na organização do ensino e da pesquisa. A
Figura 3 ilustra a convergência interdisciplinar da biotecnologia, integrando
33
disciplinas como a genética, a microbiologia, a biologia molecular, a bioquímica, a
física, a engenharia e a informática:
Figura 3 – A convergência interdisciplinar na biotecnologia Fonte: GALANJAUSKAS, 2009, p. 18.
Devido à grande diversidade, a interdisciplinaridade incorpora configurações
práticas e implicações científicas, contudo, deve deixar a porta aberta para a
multidisciplinaridade e suas manifestações, e não encerrá-la dentro de uma só
definição, de uma doutrina única. Une as disciplinas, mas pode divergir na maneira
de enfocá-las, ultrapassando as barreiras de origens mais institucionais que
conceituais, confrontando e combinando seus olhares e suas abordagens. Portanto,
a interdisciplinaridade solicita competências de várias especialidades, às vezes
distantes umas das outras, mas com a capacidade de responder questões pontuais
e ultrapassar obstáculos técnicos ante os quais se imobiliza.
Neste estudo, pretendemos fornecer uma síntese de algumas questões que
envolvem o desenvolvimento da biotecnologia, suas aplicações e implicações, bem
como suas articulações como objeto do ensino de estudantes do Ensino Médio.
2.3.1 Conceitos, desenvolvimento histórico e aplicações da biotecnologia
Segundo Harms (2002), a biotecnologia possui ao menos duas questões
ambivalentes, sendo uma ligada aos conhecimentos científicos e a outra relacionada
à responsabilidade social, o que envolve questões éticas. Essa ambivalência deve
Biotecnologia
Microbiologia
Física
Biologia Molecular Informática
Genética
Bioquímica
34
ser inserida nos contextos dos processos educacionais das escolas, uma vez que os
conhecimentos da biotecnologia.
Se comparados com muitos tópicos biológicos, há muita pesquisa sobre o
ensino e aprendizagem de genética e biotecnologia. Para tratar das questões
científicas, éticas e sociais das aplicações da biotecnologia, é necessária a
implementação de materiais que utilizem diversas linguagens que facilitem a
aprendizagem dos conceitos que envolvam a temática (SÁEZ; NIÑO; CARRETERO,
2008).
Várias metodologias e estratégias de ensino são discutidas quando se fala em
ensinar biotecnologia no Ensino científicos sobre as bases e os procedimentos
técnicos devem fornecer subsídios para que os alunos sejam qualificados e capazes
de justificar e tomar decisões ou de se posicionarem de maneira racional e sensata
diante dos possíveis riscos do emprego Fundamental e Médio. Para Homenshell,
Handm e Staker (2004), uma das estratégias pode ser a construção de textos. Em
sua pesquisa, esses autores convidaram alunos do Ensino Médio a escrever um
texto científico sobre DNA, biotecnologia e seus aspectos sociais e econômicos. Um
modelo textual foi disponibilizado aos grupos. Os estudantes indicaram que a
construção textual auxiliou na compreensão dos principais conceitos científicos
discutidos.
Dada a amplitude da biotecnologia, para um melhor entendimento de seu
conceito, é preciso avaliar e fazer distinção entre a biotecnologia clássica, ou antiga,
e a biotecnologia moderna”, que envolve a manipulação de material genético.
Incluindo a manipulação genética, a biotecnologia é tão antiga quanto à história da
humanidade, mas a manipulação oriunda de técnicas de engenharia genética data
de 1971, e resulta de manipulação de DNA pela engenharia genética, com o uso de
técnicas que manipulam o gene (parte ou unidade funcional do DNA).
A biotecnologia clássica corresponde ao uso de processos biológicos para
resolver problemas ou obter produtos úteis. Destacam-se técnicas utilizadas há
cerca de 6.000 anos a.C pelos babilônicos, sumérios, gregos e egípcios para a
produção de vinho, cerveja, pão e queijo, entre outros produtos, obtidos sem a
consciência de que estavam sendo utilizadas algumas biotecnologias. Esses
35
processos foram e são utilizados com sucesso e com crescentes avanços, podendo
ser destacado os trabalhos de Pasteur, em 1876, com a identificação dos
microrganismos como agentes fermentadores e da fermentação como mecanismo
utilizado pelos seres vivos para produzir energia na ausência de oxigênio.
A possibilidade de produção de álcool a partir da fermentação do açúcar foi
demonstrada em 1897, por Buchner, utilizando-se de um macerado de levedura. Os
avanços técnicos e os conhecimentos sobre processos fermentativos ganharam
espaço na economia mundial com as produções em escalas industriais de glicerol,
acetona e antibióticos.
Na década de 1950, o modelo da molécula de DNA proposto por Watson e
Crick e a síntese de DNA em laboratório podem ser considerados dois eventos
científicos que abriram caminho para a era da biotecnologia moderna. Na
biotecnologia moderna, o DNA é que contém a informação para a síntese proteica e,
como o código genético é universal, as biotecnologias modernas baseiam-se,
frequentemente, na engenharia genética para resolver os problemas. Apesar de sua
complexidade multidisciplinar, a biotecnologia moderna pode ser resumida na
aplicação da engenharia genética e nas investigações de estudos sobre genomas
através da transformação genética, com a introdução controlada de um gene no
genoma de uma célula receptora que, em sua posterior expressão, assume adicional
valor, pois abre novas perspectivas ao melhoramento genético de espécies
florestais, disponibilizando novos genes com características desejáveis para serem
incorporadas em menor espaço de tempo (GALANJAUSKAS, 2009).
Galanjauskas (2009) descreve em sua tese de doutorado que a University of
Maruland Biotechnology Institute classifica com cores as grandes áreas da
biotecnologia, porém, algumas são classificadas com mais de uma cor, conforme o
Quadro 1:
36
CLASSIFICAÇÃO POR COR APLICAÇÃO EXEMPLO
BIOTECNOLOGIA BRANCA
Inclui processos industriais que utilizam enzimas e organismos para processar e produzir produtos químicos, materiais de limpeza e biocombustíveis e aminoácidos para a indústria de alimentos. Esta área inclui também a biorremediação por meio de microrganismos que retiram produtos tóxicos do ambiente.
Tratamento de águas residuais ou no combate a maré negra, resultante de derrames de petróleo que ocorrem nos oceanos.
BIOTECNOLOGIA VERMELHA
Inclui a utilização de processos relacionados com a medicina e a farmacologia e se baseia na manipulação genética de organismos.
Antibióticos, técnicas de diagnóstico, vacinas, terapia gênica, testes genéticos, farmagenômica, células estaminais.
BIOTECNOLOGIA VERDE
As aplicações biotecnológicas desta área incluem métodos de melhoramento de variedades vegetais através da micropropagação, da seleção com marcadores moleculares e da utilização de tecnologia de DNA recombinante. As soluções obtidas nesta área permitem a produção de plantas resistentes a doenças, a pragas, a pesticidas e a condições ambientais adversas.
Organismos Modificados Geneticamente e plantas transgênicas; bactérias e fermentos transgênicos; Alimentos funcionais.
BIOTECNOLOGIA AZUL
Dedica-se a aplicações em organismos aquáticos. Esta área envolve a aplicações de métodos moleculares com base em organismos marinhos e de água doce, ou em seus tecidos, células ou componentes celulares. O objetivo é aumentar as reservas de alimentos e sua segurança, proteger espécies ameaçadas e, ainda, desenvolver novos fármacos.
Estuda novas espécies e moléculas com capacidade terapêuticas, cosméticas, etc.; novas fontes de energia; novos alimentos e modelos para a descontaminação ambiental ou biorremediação; biomateriais e estruturas biodegradáveis.
Quadro 1 – Classificação da biotecnologia por cores Fonte: GALANJAUSKAS, 2009, p. 46.
A manipulação de organismos vivos com finalidades práticas, como para
fabricar bebidas e transformar alimentos, constitui uma tradição milenar, embora
antes do século XVII não fossem conhecidos os agentes causadores das
fermentações e, somente no século passado, com o uso do microscópio, eles
fossem descritos. A partir desse período histórico, uma série de eventos contribuiu
para o desenvolvimento da biotecnologia.
Em 1865, o monge austríaco Mendel divulgou seus estudos das leis da
hereditariedade, lançando bases para o desenvolvimento da genética. Até o final do
século XIX, as áreas da ciência que deram origem à biologia molecular progrediram
ou surgiram independentemente. Não se supunha que os estudos celulares tinham
correlação com os dos ácidos nucleicos e que estes teriam papel na
37
hereditariedade. Enquanto isso, os descobrimentos e os processos tecnológicos
envolvendo organismos ganhavam credibilidade e aplicações, e os conhecimentos
sobre a hereditariedade também avançaram a partir das pesquisas de Mendel.
Em 1875, Louis Pasteur, através da comparação de existência de fungos e
bactérias, rebateu a teoria da geração espontânea e contribuiu para uma fase
importante do desenvolvimento da biotecnologia clássica, pois, além de explicar a
causa de várias enfermidades humanas e animais, revolucionou a medicina e a
Biologia, aperfeiçoando as técnicas tradicionais de fermentação.
Durante o período da Segunda Guerra Mundial, a descoberta da penicilina por
Alexander Fleming, em 1928, foi um grande marco de referência para a fermentação
industrial, contribuindo para o avanço da medicina e da produção de antibióticos.
Lederberg (1994) cita a importância dos experimentos da Avery, Mcleod e McCarthy,
realizados em 1994, os quais demonstraram que o suporte físico que contém o
material genético é a molécula de DNA, o que contribuiu para o avanço da biologia
molecular.
Outro marco significativo na história da biotecnologia foi a identificação da
estrutura em dupla hélice do material genético, feita em 1953 pelo biólogo norte-
americano Jim Watson e pelo físico britânico Francis Crick, por meio da qual foi
possível explicar a transmissão de informações hereditárias (MORANGE, 1994).
Com o descobrimento da estrutura dos ácidos nucleicos, desenvolveu-se a chamada
biotecnologia moderna, com a utilização das técnicas de engenharia genética e
biologia molecular (BOREM, 2005).
Ainda na década de 1950, outra contribuição importante foi a determinação da
estrutura das proteínas, através do estudo da insulina, e a descoberta da enzima
DNA polimerase I e do RNA de transferência (tRNA).
Em 1970, foram descobertas as enzimas de restrição e, em 1973, realizam-se
as primeiras técnicas de engenharia para o corte do DNA.
O caráter inovador da engenharia genética estende-se em várias direções.
Desse modo, a intervenção da biotecnologia foi além da utilização dos processos
naturais dos seres vivos ou de cruzamento de plantas com características
38
desejáveis para interferência direta no organismo e alteração de suas
características.
A partir de 1980, cientistas desenvolveram ferramentas que possibilitavam a
transferência de genes específicos de um organismo para outro, permitindo a
expressão de características desejável no organismo receptor. Essa técnica foi
denominada de técnica do DNA recombinante e abriu oportunidades de
transformações da qualidade de vida.
Os Estados Unidos foram os principais atores na pesquisa da nova
biotecnologia. A primeira aplicação comercial dessa técnica ocorreu em 1980, com a
produção de insulina humana para o tratamento do diabetes. Após 1980,
importantes mudanças ocorreram em diversas áreas de pesquisa, promovendo
transformações em diversos setores, devido às novas descobertas da engenharia
genética, no sentido de melhorar e aumentar a produção, diminuir os riscos do
capital, criar condições para melhorar a vida humana e tentar sanar os problemas
que a sociedade enfrenta, como doenças incuráveis, falta de qualidade de produtos
e o problema da fome, que assola o mundo. Desde então, o conceito de
biotecnologia tem sido aplicado ao longo do tempo, se observada a linha do tempo
com o marcos científicos e tecnológicos que contribuíram para o desenvolvimento da
área.
Os principais eventos envolvendo a genética, a instrumentação e a molécula
de DNA são mostrados numa sequência cronológica (Quadro 2). É possível verificar
que o início da era da moderna biotecnologia se deu aproximadamente cem anos
após as descobertas de Mendel. Aproximadamente quarenta anos depois, houve a
clonagem do primeiro mamífero e, só depois de cinquenta anos, conclui-se o
sequenciamento do genoma humano. Tais desenvolvimentos não podem ser
separados dos avanços das demais áreas, tanto no sentido de suas contribuições
com as ferramentas, técnicas e conhecimentos, quanto nas possibilidades de
aplicações dos conhecimentos construídos na biotecnologia.
39
PESQUISADOR EVENTO CIENTÍFICO
Robert Hooke Primeiras observações de células ao Microscópio (1665). Robert Brow Descobrimento do núcleo das células (1831).
Gregor Mendel São postuladas as leis da hereditariedade: as características hereditárias são transmitas em unidades individuais e autorreplicáveis, posteriormente denominadas genes (1865).
Friedrich Miescher É encontrada uma nova substância orgânica, denominada nucleína e mais tarde chamada de ácido nucleico (1869).
Walther Flemiming Os cromossomos são descobertos e seu comportamento durante a divisão celular é descrito (1882).
Thomaz Morgan A relação entre os genes e os cromossomos é estabelecida, e com isso é formulada a teoria cromossômica de herança (1915).
Oswald Avery Alguns experimentos sugerem que as informações hereditárias não estariam guardadas nas proteínas, como se pensava na época, e sim no DNA (1944).
Linnus Pauling São utilizados modelos par entender a estrutura da molécula (1950).
Rosalind Franklin São obtidas as imagens por difração de raios-X a partir das quais a estrutura do DNA foi elucidada (1950).
James Waltson e Francis Crik É desenvolvida a estrutura tridimensional da molécula de DNA (1953).
Mattheew Meselson e Franklin Stahl Verifica-se que o DNA se duplica de forma semiconservativa (1958).
O código genético é decifrado (1966).
Frederick Sanger Um mecanismo para se conhecer a sequência dos pares de bases do DNA é desenvolvido (1977).
Richard Palmiter e Raph Brinster É obtido o primeiro animal transgênico: um camundongo (1982).
Alec Jeffreys
É criada a técnica conhecida como impressão digital por DNA, a qual permitiu a identificação precisa das pessoas, contribuindo par aa elucidação de vários crimes e para o desenvolvimento dos testes de paternidade pelo DNA (1985).
Ivan Wilmut Nascimento do primeiro clone de um mamífero adulto, a ovelha Dolly (1996).
Cientista do mundo todo
É publicada uma prévia do mapeamento do genoma humano, revelando que este é formado por aproximadamente 30 mil genes, e não 100 mil, como era até então estimado (2001).
Quadro 2 – Cronologia das descobertas e eventos que contribuíram para o desenvolvimento da biotecnologia
Fonte: Elaborado pela autora com dados extraídos de GALANJAUSKAS, 2009, p. 27.
2.3.2 A importância do ensino de biotecnologia no mundo e suas implicações
Tem sido reconhecida a importância do ensino da biotecnologia em um
número considerável de currículos em vários países, como Inglaterra, Nova Zelândia
e Austrália, como aponta Firmino (2007) em seus estudos. Por um lado, a autora
aponta que existe a responsabilidade de informar ao estudante de forma clara e
suficiente sobre os aspectos da biotecnologia; por outro, existe também a
responsabilidade de qualificá-los para as decisões futuras e para serem capazes de
pensar, de forma racional, sobre o elevado potencial da biotecnologia para resolver
40
vários problemas do mundo moderno, bem como sobre os riscos e as questões
éticas que lhe são inerentes.
As pessoas são convocadas a refletir e a opinar sobre os benefícios, riscos e
implicações éticas, morais e sociais provenientes das biotecnologias geradas pela
manipulação do DNA pela engenharia genética (PEDRANCINI et al., 2008).
Descobertas como a produção de insulina, a criação de organismos
transgênicos e a técnica da PCR têm ocasionado grandes esperanças em relação à
cura de doenças, à alimentação da crescente população mundial, à melhoria do
sistema de justiça criminal (KREUZER; MASSEY, 2002).
Os estudantes precisam aprender sobre a biologia das bactérias se
pretendem atuar na área industrial de microrganismos. Simoneaux (2000), citado por
Steele (2004); Aubusson (2004), citado por Firmino (2007); Venville e Treagust
citados por Stelle; e Aubusson (2004), citado por Firmino (2007), defendem que a
compreensão do conceito de gene é essencial para os estudantes compreenderem
as novas tecnologias genéticas. Olsher Steele e Aubsusson, citados por Firmino
(2007), verificaram que os processos bioquímicos da biotecnologia eram uma
incógnita para a maior parte dos estudantes, por serem remotos da sua experiência
cotidiana. Esses autores discutem que quando os estudantes aprendem sobre
processos moleculares acham a biotecnologia mais difícil, que estudos e discussão
de aspectos éticos podem motivar os alunos a aprenderem biotecnologia, sem a
necessidade de incluir os difíceis conceitos de genética e, finalmente, que exigência
e motivação são importantes.
Com bases nesses dados, esses autores recomendam que a biotecnologia
oferecida aos alunos seja exigente e interessante, e que suas unidades devem
incluir trabalho prático. Olsher, Simmoneaux, Venville e Treagust, Steele e Aubusson
propõem que o ensino da biotecnologia enfatize os conceitos científicos. Outros
autores defendem que no ensino de temas de biotecnologia seja estimulada, nos
estudantes, as discussões que facilitem a tomada de decisões, sem exigir que os
estudantes lidem com difíceis conceitos abstratos (OLSHER, 1999; SIMMONEAUX,
2000; VENVILLE; TREAGUST, 2002 apud FIRMINO, 2007).
41
Klein (2011) aponta que a ciência forense implica em aspectos da
biotecnologia, física e química. Assim, dramas e cenas de crime são oportunidades
para que os educadores envolvam seus alunos em assuntos científicos, auxiliando-
os no desenvolvimento de raciocínio científico e crítico. Ao trabalhar tais aspectos na
identificação de pessoas, através do DNA, o cientista estará admitindo aspectos da
biotecnologia moderna (métodos de obtenção e comparação do material genético)
integrada à genética clássica (mendeliana) (KUROWSKI; REISS apud KLEIN, 2007).
Segundo Krasilchik (2008, p. 186),
[...] uma análise dos fenômenos biotecnológicos poderá diminuir a divisão entre a escola e o mundo em que os estudantes vivem, na medida em que se torna possível constatar as relações entre a pesquisa científica e a produção industrial ou a tecnologia tradicionalmente usada em sua comunidade.
Desse modo, observa-se a importância entre a atuação do professor na
construção do conhecimento e o aluno. Assim, os estudantes podem compreender
as inter-relações entre o entendimento científico e as mudanças tecnológicas,
considerando o impacto que as tecnologias podem produzir sobre sua qualidade de
vida.
O reforço da educação em Ciências tem sido apontado como essencial para o
desenvolvimento de pessoas capazes de lidar com as mudanças socioeconômicas e
sociais trazidas pelo desenvolvimento da biotecnologia (STEELE; AUBUSSON apud
FIRMINO, 2007). Nesse sentido, é importante que os jovens tenham esse
conhecimento e desenvolvam capacidades que os habilitem a contribuir para
debates públicos, fundamentando seus posicionamentos (DAWSON, 2007).
2.3.3 Biotecnologia no processo educacional
A biotecnologia não existe como uma disciplina científica isolada, e toda a
discussão em torno dela leva à reflexão sobre como tais conteúdos estão
organizados ou são discutidos dentro do contexto escolar, pois, normalmente, há
uma maior ênfase, dentro dos programas curriculares, de conceitos relacionados às
técnicas e à obtenção de produtos biotecnológicos (KLEIN, 2011).
42
Para Krasilchik (2005), uma análise dos fenômenos biotecnológicos poderá
diminuir a divisão entre a escola e o mundo em que os estudantes vivem, na medida
em que se torna possível constatar as relações entre a pesquisa científica e a
produção industrial ou a tecnologia tradicionalmente usada em sua comunidade.
Todavia, verifica-se que nem sempre o ensino promovido no ambiente escolar
tem permitido que os estudantes se apropriem dos conhecimentos biotecnológicos
de modo a compreendê-los, questioná-los e utilizá-los como instrumento do
pensamento que extrapolam situações do ensino e eminentemente escolares
(MORTIMER, 1996).
O papel do ensino é fundamental, já que fornece um referencial para entender
a biotecnologia com suas promessas e limitações. Seu ensino tem efeitos
multiplicadores e duráveis, admitindo variadas estratégias de ensino, como:
a) leitura e discussão de textos;
b) análise de reportagens e notícias de jornais;
c) uso de modelos e jogos;
d) realização de simulações e debates;
e) experimentações e tecnologias da informação;
f) uso de Mapa Conceitual.
De acordo com Klein (2011), o ensino da biotecnologia conquistou um espaço
privilegiado entre os conteúdos da Biologia, permeando e direcionando as pesquisas
e o desenvolvimento científico-tecnológico, não somente da produção alimentícia e
de medicamentos, mas também auxiliando nos campos da zoologia, botânica,
imunologia, entre outros. Essas são as primeiras razões da importância e da
necessidade de se incluir o tema no currículo do Ensino Fundamental e Médio.
Ainda em conformidade com a autora, há um consenso entre os pesquisadores na
área de ensino e aprendizagem de ciências sobre a importância e a relevância da
inclusão da biotecnologia no Ensino Médio. Nesse contexto, a autora aponta que
Chem e Raffan, [...] numa pesquisa feita com alunos ingleses, indicam uma compreensão limitada do tema de biotecnologia entre os alunos. Porém, enfatizam que apesar disso o objetivo de ensino de biotecnologia deve ultrapassar o nível científico e discutir benefícios e riscos nos diversos campos de aplicação da biotecnologia (KLEIN, 2011, p. 32).
43
Assim, torna-se fundamental a revisão dos conteúdos programáticos das
disciplinas que são ministradas nas escolas e a reflexão sobre suas funções, sendo
preciso nos perguntarmos de que maneira os conceitos científicos podem contribuir
para a formação dos educandos. Se não encontrarmos respostas que justifiquem a
inclusão de determinados tópicos no conteúdo programático, certamente será
recomendável substituí-los por outros mais relevantes (SANTOS; SCHNETZER,
1998).
O estudante do Ensino Médio precisa aprofundar seus conhecimentos de
Biologia através de recursos didáticos eficazes, que propiciem uma efetiva
consolidação de aprendizagem da biotecnologia, em que recentes descobertas são
excelentes possibilidades de vincular aspectos científicos à vida dos alunos.
Os PCNEM (BRASIL, 2002) sugerem mudanças sintonizadas com a Lei de
Diretrizes e Bases (BRASIL, 1996), enfocando visões mais atualizadas da Biologia,
especificamente no tocante à genética. Nesses documentos (diversidade da vida, e
transmissão da vida, ética e manipulação gênica), os seis10 novos temas que
estruturam a disciplina de Biologia relacionam-se aos estudos e à aplicabilidade de
novas tecnologias no âmbito da genética e da biologia molecular, da manipulação do
DNA e da clonagem (ROSA, 2011).
Enfatizar a aprendizagem significativa desses temas a partir de material
potencialmente significativo, considerando as implicações, a organização e o
funcionamento da estrutura cognitiva do educando, é um modelo teórico que pode
favorecer o mecanismo de aprendizagem.
10 Temas estruturadores: 1 – Interação entre os seres vivos; 2 – Qualidade de vida das populações humanas; 3 – Identidade dos seres vivos; 4 – Diversidade da vida; 5 – Transmissão da vida, ética e manipulação gênica; 6 – Origem e evolução da vida.
45
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O presente capítulo discorre sobre a aprendizagem significativa de David
Ausubel e seus seguidores, como Joseph Donald Novak, na construção de Mapas
Conceituais, partindo da premissa de que trabalhar a aprendizagem é muito mais
que simplesmente levar os alunos a memorizarem nomes e fórmulas, emoção ou
elementos físicos; é vincular aos conhecimentos os conceitos do alunado e
responsabilizá-lo pelo sucesso de muitas organizações e países.
A aprendizagem significativa, ou Teoria da Assimilação, de David Ausubel é
uma teoria cognitivista que procura explicar os mecanismos internos que ocorrem na
mente humana com relação ao aprendizado e à estruturação do conhecimento
(AUSUBEL, 1963). Contemporâneo de Piaget, Ausubel tem propostas que, em
alguns pontos, se assemelham às do biólogo suíço, mas que em outros se afastam
consideravelmente. Apesar de Ausubel e Piaget serem considerados importantes
teóricos cognitivistas, não há consenso de que Ausubel tenha derivado sua teoria
das ideias de Piaget. Para Ausubel, o professor é quem deve comandar o ensino,
não podendo se eximir dessa responsabilidade. O conhecimento que o aluno já
detém, independente de sua escolaridade, portanto, as experiências vividas por
eles, quando discutidas, aprimoram seus conhecimentos. Para Piaget, o
conhecimento é construído ao longo do processo de desenvolvimento do sujeito e
do seu modelo de mundo, através da assimilação, acomodação e adaptação.
Portanto, no ensino deve-se considerar o modelo particular de mundo de cada
aluno, e não do professor.
Shitsuka aponta que a teoria da aprendizagem significativa constitui uma
forma de se explicar como as pessoas aprendem e como é possível melhorar o
aprendizado (SHITSUKA, 2011).
No prefácio de seu livro Educational Psychology: a cognitive view, Ausubel
afirma: “o mais importante fator isolado que influencia a aprendizagem é o que o
aprendiz já sabe”. Determine isto e ensine-o de acordo (AUSUBEL, 1968).
Novak e Gowin (1988, p. 9) explicam que
46
[...] embora esta afirmação possa parecer simples, muitas questões profundas são aí encontradas. Justifica que determinar o que o aluno já sabe significa identificar os elementos existentes no estoque de conhecimentos do aprendiz que são relevantes ao que esperamos ensinar, ou em termos ausubeliano, identificar os conceitos de subsunções relevantes já existentes na estrutura cognitiva do aprendiz.
Para Ausubel, citado por Novak e Gowin (1988), o termo “estrutura cognitiva”
tem significado especial. Ele vê o armazenamento de informações no cérebro como
algo organizado, com articulações formadas entre vários elementos mais antigos e
mais recentes, que conduzem a uma hierarquia conceitual, na qual elementos
menos importantes de conhecimentos são ligados a conceitos maiores, mais gerais
e mais inclusivos. Desse modo, a estrutura cognitiva representa um arcabouço de
conceitos hierarquicamente organizados, que são as representações da experiência
sensorial da pessoa. Como todo indivíduo tem uma história diferente de experiências sensoriais, deveríamos esperar que todo elemento específico na estrutura cognitiva de uma pessoa seja idiossincrático, isto é, os conceitos de uma pessoa são, até certo ponto, diferentes dos conceitos da outra. Porém, estas diferenças não são suficientemente grandes para impedir a comunicação; seu conceito de aprendizagem está suficientemente próximo ao meu para que este ‘rótulo de conceito’ (aprendizagem) signifique aproximadamente o que quero exprimir quando uso o termo (NOVAK; GOWIN, 1988, p. 10).
Outra importante ideia na Teoria de Ausubel é a do processo de diferenciação
de conceitos. À medida que uma nova experiência é adquirida e um novo
conhecimento é relacionado a conceitos já existente na mente da pessoa, estes
conceitos tornam-se elaborados ou modificados e, por isso, podem ser relacionados
a um conjunto mais amplo de novas informações em uma aprendizagem
subsequente (AUSUBEL apud NOVAK; GOWIN, 1988).
3.1 Aspectos da aprendizagem significativa
Do ponto de vista fenomenológico, é significativa uma situação em que o
indivíduo decide de forma ativa e há uma ampliação e um aprofundamento da
consciência pela própria elaboração e compressão, com atribuição de significados
aos objetos e situações (MOREIRA; MASINI, 2011).
A aprendizagem significativa, apontada por Ausubel, citado por Moreira e
Masini (2011), propõe uma explicação teórica do processo de aprendizagem,
segundo o ponto de vista cognitivista, contudo, reconhece a importância da
experiência afetiva.
47
David Ausubel (1980), Moreira (2003), Campbell e Stanley (1979) e
Bucheweitz (1987) defendem a ideia de que toda aprendizagem deve ser
significativa, isto é, que o estudante deve relacionar a nova informação a ser
aprendida com o que já sabe, dando-lhe um lugar dentro de um todo mais amplo. Só
assim o estudante será capaz de aplicar o que foi aprendido em determinada
situação a uma variedade de situações semelhantes.
Cabe ao professor ao propor situações de aprendizagem que abordem
conceitos devidamente contextualizados e que façam sentido para o estudante, pois,
assim, estará instrumentalizando-o para emitir opiniões, posicionar-se criticamente e
fazer escolhas que não sejam pautadas apenas no senso comum.
Para Cho, citado por Primon (2005), os estudantes levam para a escola pré-
concepções baseadas em experiências vivenciadas anteriormente. Quando essas
pré-concepções diferem das que são aceitas pela disciplina, os estudantes
consideram errada a abordagem escolar, fazendo com que as pré-concepções
erradas tornem-se um obstáculo à compreensão de conceitos científicos.
As considerações acima são pertinentes em relação à biotecnologia, pois
vivemos em um mundo que discute a regulamentação do uso de células-tronco e
organismos geneticamente modificados, os transgênicos, e em que questões
genéticas são abordadas frequentemente pela mídia. O público, em geral, que já
apresenta pré-concepções sobre o assunto, ao se deparar, na escola, com uma
abordagem científica, tem dificuldade para abandonar as ideias do senso comum, e
estes podem se tornar obstáculos à compreensão dos conceitos.
Em biotecnologia, certos conceitos são essenciais para que o aluno
compreenda os processos, faça extrapolações e transite em diferentes contextos,
fazendo escolhas quanto ao consumo ou não de alimentos transgênicos e emitindo
opiniões sobre questões bioéticas, como clonagem, seleção de embriões, pesquisas
com células-tronco, dentre outras.
Martins chamou a atenção para a existência de uma ampla literatura baseada
em estudos realizados no mundo inteiro, indicando que os estudantes possuem
concepções alternativas sobre os fenômenos naturais, mesmo antes de iniciarem o
ensino formal. Esse conhecimento prévio do estudante é importante na
48
determinação da aprendizagem de novos conhecimentos, já que esta ocorre através
do envolvimento ativo do estudante na construção do conhecimento (MARTINS,
2004).
Diante disso, compartilho com a autora, e entendo que os professores na sala
de aula devem estabelecer a ponte de significados entre o conhecimento científico e
ligar-se ao que o aluno já sabe.
3.2 A aprendizagem significativa de David Ausubel
David Ausubel nasceu em 1918 e faleceu em 9 de julho de 2008. Graduado e
Ph.D. em psicologia, é autor de várias obras sobre o processo de aquisição de
conhecimento. A teoria da aprendizagem significativa, descrita em seu livro
Educational psychology: a cognitive view (1968), refere-se aos processos de
aquisição do conhecimento em três eixos: o psicomotor, o afetivo e o cognitivo. Para
este trabalho, daremos ênfase aos comentários e discussão em torno do processo
de aprendizagem cognitiva, o que não implica que o mesmo não tenha ligação com
os demais citados (CARDOSO, 2011).
Torna-se importante destacarmos a definição do termo aprendizagem
cognitiva, de acordo com Moreira e Masini (2011, p. 13):
[...] segundo o construto cognitivista, está se encarando a aprendizagem como um processo de armazenamento de informação, condensação em classes mais genéricas de conhecimentos, que são incorporados a uma estrutura na mente do indivíduo, de modo que esta possa ser manipulada e utilizada no futuro. É a habilidade de organização das informações que deve ser desenvolvida.
Para Ausubel, Novak e Hanesian (1980), a aprendizagem significativa
acontece quando há aquisição de novos conceitos relacionados aos conhecimentos
prévios já estabelecidos na estrutura cognitiva do aluno e resultantes de
experiências diárias. Dá-se a este último o nome de subsunçor. Assim, a
aprendizagem é significativa quando uma nova informação (conceito, ideia,
proposição) adquire significados para o aprendiz através de uma espécie de
ancoragem com aspectos relevantes na estrutura cognitiva preexistente, atingindo,
desta forma, na estrutura de conhecimento (ou significados), determinado grau de
clareza, estabilidade e diferenciação (MOREIRA; MASINI, 2011).
49
Para ocorrer uma aprendizagem significativa, o novo conceito deve encontrar
uma estrutura para interagir, para integrar. Neste processo, ambos – o
conhecimento novo e aquele pré-existente – modificam-se, aperfeiçoam-se,
complementam-se. Portanto, a aprendizagem significativa envolve a interação da
nova informação com uma estrutura de conhecimento específica, já existente na
estrutura cognitiva, a qual Ausubel define como conceito facilitador. Ausubel (1980)
vê o armazenamento de informações no cérebro humano como sendo organizado,
formando uma hierarquia conceitual, na qual elementos mais específicos de
conhecimentos são ligados e assimilados a conceitos mais gerais, mais inclusivos.
Para Ausubel (1968, p. 71), “a nova informação está vinculada aos aspectos
relevantes e pré-existentes na estrutura cognitiva e, durante o processo, a
informação recentemente adquirida e a estrutura pré-existentes acabam por
modificar-se”.
Contrastando com a aprendizagem significativa, Ausubel (1980) define
aprendizagem mecânica como sendo a aprendizagem de novas informações com
pouca ou nenhuma interação com os conceitos relevantes existentes na estrutura
cognitiva. Nesse caso, a nova informação é armazenada de maneira arbitrária. Não
há interação entre a nova informação e aquela já armazenada. O conhecimento
assim adquirido fica arbitrariamente distribuído na estrutura cognitiva, sem ligar-se a
conceitos facilitadores específicos.
Para Ausubel (1980), a aprendizagem significativa ou aprendizagem
mecânica, extremos de um mesmo continuum, podem efetivar-se por descoberta ou
por recepção. Na aprendizagem por recepção – mecânica ou significativa – a
informação é recebida pronta, sob a forma final, como em uma aula expositiva
(AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980).
No artigo “Aprendizagem significativa no ensino de Botânica”, Howe, citado
por Wiggers e Stange (2002), chama a atenção para que não se simplifique muito a
distinção entre a aprendizagem significativa e a mecânica, pois se tratam de vários
graus ou níveis de significação, exemplificando da seguinte maneira: “algas
marinhas são diferentes das algas dos rios” (HOWE apud WIGGERS; STANGE,
50
2002). Nesse exemplo, a informação está relacionada com aquilo que o aluno
conhece num nível de abstração.
Em 1977, a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel foi ampliada por
Joseph Novak, que considera a educação como um conjunto de experiências não
somente cognitivas, mas também afetivas e psicomotoras, que contribuem para o
engrandecimento total do indivíduo (MOREIRA, 1999).
Para Novak e Gowin (1988), uma teoria da educação deve ajudar a explicar
como é possível melhorar as maneiras pelas quais os seres humanos pensam,
sentem e fazem. Segundo ele, qualquer evento é uma ação de troca de significados
e sentimentos entre o aprendiz e o professor, ou seja, um evento educativo está
sempre acompanhado de uma experiência afetiva.
Na aprendizagem significativa por recepção, o trabalho do aluno consiste em
atuar ativamente sobre o material, a fim de relacioná-lo a ideias relevantes
disponíveis em sua estrutura cognitiva. Ao relacionar o novo conteúdo de maneira
substancial e não arbitrária com algum aspecto da estrutura cognitiva prévia que lhe
for relevante, mais próximo ele está da aprendizagem significativa (LOPES, 2007).
Na aprendizagem por descoberta, o aluno deve aprender “sozinho”, ou seja, a
partir de um problema, deve notar algum princípio, relação, lei e/ou solução. A tarefa
prioritária desse tipo de aprendizagem é perceber algo. Somente após a descoberta,
o conteúdo torna-se significativo.
A característica essencial da aprendizagem por descoberta, seja a formação de conceitos ou a solução automática do problema, é que o conteúdo principal daquilo que vai ser aprendido não é dado, mas deve ser descoberto pelo aluno antes que possa ser significativamente incorporado à sua estrutura cognitiva. A primeira fase da aprendizagem por descoberta [...] o aluno deve reagrupar informações, integrá-las à estrutura cognitivaexistente e reorganizar e transformar a combinação integrada, de tal forma que dê ao produto final desejado a descoberta de uma relação (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980, p. 20).
Na aprendizagem por recepção e/ou descoberta, os processos acontecem de
forma bem diferenciada. No dia a dia, grande parte da instrução realizada em sala
está organizada pela aprendizagem receptiva, enquanto que os problemas
cotidianos são solucionados através da aprendizagem por descoberta. Em
51
contrapartida, o conhecimento adquirido pela aprendizagem por descoberta é
utilizado para testar a compreensão.
Ausubel (1968) chama a atenção para um erro que se produz em muitos
casos, quando se considera que as aprendizagens significativas só podem ocorrer
em situações de descoberta e que uma tarefa organizada mediante a exposição do
aluno a uma informação nova conduzirá necessariamente a uma aprendizagem
mecânica ou repetitiva.
Não é a aprendizagem por descoberta ou por recepção que torna a
aprendizagem significativa ou mecânica, e sim, as condições nas quais a
aprendizagem ocorre. A aprendizagem não pode limitar-se à retenção; deve
desenvolver a capacidade de transferir/aplicar esse conhecimento em contexto
diferente no qual se concretizou (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980).
Em ambos os casos, a aprendizagem significativa ocorre quando a tarefa de
aprendizagem implica relacionar, de forma não arbitrária, uma nova informação a
outras que o aluno já está familiarizado. A aprendizagem automática, por sua vez,
ocorre se a tarefa consistir de associações puramente arbitrárias.
3.2.1 Formas de aprendizagem significativa
A aprendizagem significativa abrange a assimilação de novas informações à
estrutura cognitiva do aprendiz. Essa assimilação pode ocorrer de três formas
diferenciadas, mas não excludentes: subordinada, superordenada e combinatória.
A aprendizagem subordinada acontece quando a nova informação – mais
específica e restrita – confere um novo significado ao conceito subsunçor, mais
abrangente e inclusivo, ao qual se ancora. É um exemplo, uma exemplificação de
algo que já se sabe. A efetivação das alterações deste, uma ou mais vezes, leva a
uma diferenciação progressiva dos subsunçores, possível quando as ideias mais
gerais e inclusivas estão disponíveis para serem progressivamente diferenciadas
pelas novas informações, em termos de detalhes e especificidade (LOPES, 2007).
A diferenciação progressiva é resultante da elaboração hierárquica de
proposições e conceitos na estrutura de conhecimento do aluno. É o principio que
52
consiste em programar o material de aprendizagem de modo a que as ideias e
conceitos mais gerais e inclusivos sejam apresentados no início do processo de
aprendizagem e, progressivamente, diferenciados em termos de detalhes e
especificidades (LOPES, 2007). Portanto, o princípio da diferenciação progressiva
propõe que, na programação de um conteúdo, as ideias mais gerais e inclusivas
sejam apresentadas em primeiro lugar, para depois serem progressivamente
diferenciadas, em termos de detalhes e especificidades.
A aprendizagem superordenada acontece quando a nova informação confere
um novo significado ao conceito subsunçor, mais abrangente e inclusivo, ao qual se
ancora. As informações antigas são mais restritas e circunstanciais que as novas, de
forma que, no decorrer do processo de aprendizagem podem ser estabelecidas
relações, permitindo a aquisição de novos conhecimentos ou a reorganização de
elementos já presentes na estrutura cognitiva – porque passam a apresentar novos
significados. Efetiva-se, então, a reconciliação integrativa. A reconciliação integrativa
evidência a necessidade de clareza conceitual. Semelhanças e diferenças entre
ideias devem ser evidenciadas, tomadas límpidas e nítidas, para que o novo material
seja assimilado. Para ocorrer, quando da apresentação de um novo material, é
essencial tornar explícitas “semelhanças e diferenças entre as ideias a serem
aprendidas, explorar as relações possíveis e reconciliar inconsistências reais ou
aparentes” (RONCA apud LOPES, 2007, p. 38).
A reconciliação integrativa é o princípio de programação do material de
aprendizagem segundo o qual o processo de aprendizagem deve também explorar
relações entre ideias, apontar similaridade e diferenças relevantes, reconciliando
discrepâncias reais ou aparentes. Ou seja, a reconciliação integrativa dos conceitos
ocorre quando os conceitos parecem relacionáveis de um determinado modo,
possibilitando a descrição de uma nova realidade perceptível (PRAIA apud LOPES,
2007). Portanto, o princípio da reconciliação progressiva propõe que, na
aprendizagem de um conteúdo, o professor procure tornar claras as semelhanças e
diferenças entre ideias, quando estas são encontradas em vários contextos. Além
disso, deve ocorrer entre o novo material e as ideias previamente aprendidas e já
disponíveis e familiares na estrutura cognitiva. Ambos, diferenciação progressiva e
reconciliação integrativa, são processos dinâmicos, presentes quando ocorre a
53
aquisição ou a mudança de um conceito. Desse modo, os dois processos atuam
relevantemente na consecução da aprendizagem significativa, uma vez que
a) uma aprendizagem é mais dócil e suave quando os aspectos mais abrangentes e inclusivos de um conceito são introduzidos; e b) uma aprendizagem é mais simples e branda quando esse conceito vai sendo diferenciado por particularidades e peculiaridades (LOPES, 2007. p. 38).
Segundo Ausubel (1980), é mais fácil para o ser humano aprender por
subordinação do que por superordenação. Em outras palavras, é melhor aprender
ideias mais simples antes das mais complexas. A aprendizagem combinatória ocorre
quando a nova ideia não está hierarquicamente acima e nem abaixo da ideia já
existente na estrutura cognitiva à qual ela se relacionou de forma não arbitrária e
lógica. Ou seja, essa nova ideia não é exemplo nem generalização daquilo que se
usou como âncora para ela na estrutura cognitiva do indivíduo. Essa âncora, no
entanto, é necessária para que se possa estabelecer uma aprendizagem de fato
significativa (CRUZ, 1999).
De acordo com a teoria da aprendizagem significativa, para que a
aprendizagem significativa ocorra são necessárias duas condições:
a) o aluno deve ter disposição par aprender ou disposição reveladora de um
interesse em dedicar-se a uma aprendizagem em que ele próprio procura
dar sentido àquilo que aprende (MOREIRA, 1999b).
Para Lopes (2007), aprender é um ato volitivo do próprio sujeito. Ninguém pode
aprender pelo outro. Ninguém pode impor uma aprendizagem ao outro. No máximo,
podemos ensinar, esperando que haja disponibilidade e desejo de receber as
informações e trabalhar com elas, para que se produzam novos significados.
Segundo a autora, esse ato volitivo – aprender – pode processar-se de duas
diferentes formas: [...] quando se depara com um novo corpo de informações, o aprendiz pode decidir absorver esse conteúdo de maneira literal e, desse modo, a sua aprendizagem será mecânica, pois ele só conseguirá reproduzir esse conteúdo de maneira idêntica àquela apresentada. Nesse caso, não existiu um entendimento da estrutura da informação apresentada e o aluno não realiza transferência do aprendizado, aplicando-o na solução de problemas equivalentes em outros contextos. Por outro lado, poderá haver entendimento e, nesse caso, a aprendizagem será significativa, porque se vinculou a saberes prévios, podendo ser traduzida sobre diferentes palavras ou ações pelo aprendente (LOPES, 2007, p. 39-40).
54
b) O conteúdo escolar a ser aprendido deve ser potencialmente significativo
para o aluno, facultando o estabelecimento de uma “relação substantiva
com conhecimentos e ideias já existentes” (MOREIRA, 1999, p. 14).
Lopes (2007) aponta que cada ser é diferente do outro. Cada pessoa percebe
e se apropria da realidade de maneira diversa. Cada aprendiz faz uma filtragem dos
conteúdos que têm significado para si. Até por isso, Ausubel (1968, p. 32) alerta que
a
[...] aprendizagem significativa não é sinônimo de aprendizagem de material significativo. Um material logicamente significativo pode ser aprendido pelo método de decorar (aprendizagem mecânica) se a disposição do aluno não for significativa. Por isso, devem-se levar em conta os aspectos intrapessoais e situacionais envolvidos nas ações de ensinar e aprender.
Uma atividade, para ser significativa, deve ser contextualizada, deve estar
pautada no que o aluno já sabe, no conhecimento que o educando possui sobre o
assunto. Portanto, o professor deve ter:
[...] um cuidado preliminar que visa saber quais as “pré-ocupações” que estão nas mentes e sentimentos dos escolares. Isso possibilita ao professor um trabalho mais adequado, a fim de que os educandos, nas fases posteriores do processo, apropriem-se de um conhecimento significativo para as suas vidas (GASPARIN apud LOPES, 2007 p. 40).
De acordo com Lopes (2007), o conhecimento prévio que o aluno traz em sua
estrutura cognitiva deve ser identificado e valorizado pelo professor, e entendido
como um elo que vincula o novo conteúdo ao que ele já domina.
Para uma melhor compreensão do que constitui a aprendizagem significativa
e suas relações com a aprendizagem mecânica, é apresentado um Mapa Conceitual
na Figura 4:
55
mais abrangente
específica e restrita
RECONCILIAÇÃO INTEGRATIVA
ALUNO
ATO VOLITIVO
DIFERENCIAÇÃO PROGRESSIVA
APRENDIZAGEM SUBORDINADA
APRENDIZAGEM
SUPRAORDENADA
relaciona extremo de um continuum
e as que figuram
pelo estabelecimento de elos de interdependência APRENDIZAGEM COMBINADA
pela ausência
ARBITRÁRIA
CONHECIMENTO PRÉVIO
APRENDIZAGEM MECÂNICA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA
ESTRUTURA COGNITIVA
DESCORBERTA RECEPÇÃO
NOVA INFORMAÇÃO
AUSUBEL - 1968
por
é
por
Figura 4 – Mapa Conceitual para representar a aprendizagem significativa Fonte: LOPES, 2007, p. 41.
Para a autora, ao longo da vida, principalmente na fase transcorrida no
interior das instituições de ensino, os conceitos vão sendo adquiridos
majoritariamente por aprendizagem receptivo-mecânica.
Os alunos reproduzem as informações repassadas pelo professor e as memorizam sem compreendê-las ou atribuir-lhes maior significado e, depois, esquecem-nas ou revelam para o reemprego em situações idênticas. Justifica que aprender deve e precisa ser mais do que isto. Aprender deve servir para compreender o mundo e a si mesmo, deve favorecer a comunicação e a ampliação dos saberes, deve possibilitar a ação mais consistente nos mais variados contextos, sob as mais diversas condições. Deste modo, aprender deve trazer e conferir significado à vida (LOPES, 2007, p. 40).
3.3 Organizadores prévios e Mapa Conceitual
O organizador prévio é um material introdutório apresentado ao estudante
antes de o conteúdo a ser aprendido. É uma estratégia instrucional para facilitar a
aprendizagem significativa. Consiste em informações amplas e genéricas, que
servirão como ponto de ancoragem para as ideias mais específicas. Os
56
organizadores prévios são conteúdos, como índices, resumos, apresentações e
filmes sobre determinado conceito ou conceitos, os quais se fixam na mente do
estudante, formando novos subsunçores e, desta forma, ajudam os mesmos na
assimilação de novas informações, portanto, na ocorrência da aprendizagem
significativa.
Os organizadores prévios podem ser definidos como
[...] estratégias utilizadas como facilitadores no processo de ensino e aprendizagem, proporcionando ao aluno um contexto assimilativo mais significativo, ao unirem o que o aluno já sabe ao que ele necessita saber. Na união entre esses dois momentos, o educando ascende a um novo patamar no domínio do conhecimento, pois efetiva o enlace explícito entre o conhecimento já existente e a nova informação (LOPES, 2007, p. 62).
A principal função do organizador prévio é estabelecer uma ponte entre o que
o aluno já sabe e aquilo que ele precisa saber, para que possa aprender com
sucesso a nova tarefa.
Ausubel (1968) distingue duas espécies de organizadores prévios: expositivo
– usado quando o conteúdo é inteiramente desconhecido pelo aluno; e comparativo
– usado quando o conjunto de informações a ser transmitido não é completamente
novo.
Em primeiro lugar, proporcionam um suporte ideativo prévio. Em segundo
lugar, garantem ao aluno uma visão geral de todas as semelhanças e diferenças
entre as ideias, antes que o aluno se encontre com os novos conceitos, numa forma
mais detalhada e particularizada. Finalmente, criam uma disposição no aluno para
perceber semelhanças e diferenças, encorajando-o a fazer suas próprias
diferenciações, em termos de suas particularidades e fontes de confusão
(AUSUBEL, 1968).
Segundo a teoria de Ausubel (1968), no planejamento do programa
instrucional, primeiramente devem ser identificados os conceitos e as relações
hierárquicas entre eles, para então sequenciar os conteúdos em ordem descendente
de inclusividade, tirando vantagem das dependências sequenciais naturais entre os
tópicos. Portanto, do ponto de vista ausubeliano, o desenvolvimento de conceitos é
facilitado quando os elementos mais gerais, mais inclusivos, de um conceito são
57
introduzidos em primeiro lugar e, posteriormente, então, esse conceito é
progressivamente diferenciado, em termos de detalhes e especificidade. Entretanto,
a programação do conteúdo deve também explorar explicitamente relações entre
proposições e conceitos, isso é o que Ausubel chama de reconciliação integrativa.
Nesse sentido, os Mapas Conceituais são sugeridos como instrumentos úteis
na implementação desses princípios no processo instrucional. Na teoria de
aprendizagem, existe vantagem no uso do Mapa Conceitual, ou mapa de conceitos,
para a representação de conceitos de uma área do conhecimento. O termo
“conceito” tem diversas conotações, dependendo do contexto em que é utilizado.
Nos mapas de conceitos, o termo “conceito” é usado para caracterizar objetos, ou
eventos. Conhecer e compreender as características que definem um conceito é
essencial para aprendê-lo, e o aprendiz deve conhecê-los previamente ou deve
aprendê-los simultaneamente ao novo conceito trabalhado. Por exemplo, para se
aprender o conceito de DNA, é preciso dominar diversos conceitos prévios, desde as
noções básicas do que é uma substância até o conceito específico de
desoxirribonucleico.
Nesse aspecto, os mapas de conceitos são particularmente úteis, pois
permitem identificar rapidamente quais são os conceitos prévios necessários ao
aprendizado de novos conceitos. A importância dos conceitos é o ponto central da
teoria de aprendizagem (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980). Foram
desenvolvidos no início da década de 1970 pela equipe de Joseph Novak para
pesquisas educacionais. Logo foi percebido o valor dos mapas como técnica de
ensino e aprendizagem, e eles passaram a ser utilizados com sucesso, tanto na
área de educação como em outras atividades que envolvem a estruturação de
conhecimentos (AMABIS; MARTHO, 2013).
A proposta básica dos mapas de conceitos é tornar claras as relações
importantes entre conceitos de uma área de conhecimento. Dependem do contexto,
ou seja, um mesmo grupo de conceitos pode ser organizado de diferentes maneiras,
dependendo das relações conceituais a que se dá prioridade. Os mapas organizam
o conhecimento, o que facilita aos professores vislumbrar um maior número de
significados no material de aprendizagem.
58
Mapas de conceitos tornam claras as ideias-chaves que devem ser
focalizadas em qualquer atividade de ensino e aprendizagem, fornecendo um roteiro
das etapas que se devem seguir para conectar conceitos em proposições. Dessa
forma, os mapas contribuem para aumentar a precisão e a qualidade do trabalho
pedagógico.
Em sua forma mais simples, um mapa de conceitos consiste em conceitos
unidos por uma ou mais palavras de ligação, formando uma proposição. Entre as
diversas utilidades dos mapas de conceitos como organizadores da atividade de
ensino, podem-se destacar as seguintes:
a) aumentam a integração de conceitos;
b) diminuem a possibilidade de omissão de conceitos importantes;
c) aumentam as chances de encontrar múltiplos caminhos para a construção
de significados.
Como auxiliadores do processo de aprendizagem, os mapas de conceitos
ajudam os estudantes, entre outras coisas, a
a) ter uma compreensão mais unificada de um tópico;
b) organizar o conhecimento para solucionar problemas;
c) compreender melhor o processo de aprendizagem;
d) fornecer um sumário esquemático do conteúdo aprendido.
Sobre o emprego de mapas de conceitos em Biologia, Schmidt e Telaro, citados
por Amabis e Martho (2004, p. 30), avaliam:
Biologia é difícil de aprender, porque lida com uma grande quantidade de conceitos não familiares ao aprendiz e que apresentam relações complexas entre si. A estratégia dos estudantes para lidar com material não familiar [e sem ligação evidente com sua rede cognitiva] é o aprendizado por memorização, que falha completamente diante das complexas interações conceituais inerentes à Biologia. Nesse sentido, os mapas de conceitos favorecem o aprendizado com significado e parecem ser o caminho ideal para tratar conceitos biológicos.
Os mapas de conceitos são ferramentas importantes no planejamento e na
preparação de atividades didáticas, além de auxiliarem os estudantes em sua
aprendizagem formativa. Quando o estudante aprende a fazer mapas de conceitos,
estes podem também ser usados como poderoso instrumento de avaliação. Como
recurso instrucional, os mapas propostos podem ser usados para mostrar as
59
relações hierárquicas entre os conceitos que estão sendo ensinados numa única
aula, numa unidade de estudo ou num curso inteiro. Eles mostram relações de
subordinação e superordenação que possivelmente afetarão a aprendizagem de
conceitos.
Mapas Conceituais são
[...] representações concisas das estruturas conceituais que estão sendo ensinadas e, como tal, provavelmente facilitarão a aprendizagem dessas estruturas. São representações gráficas semelhantes aos diagramas, que indicam relações entre os conceitos, ligados por descritores. Os conceitos mais abrangentes vão evoluindo na inter-relação com conceitos progressivamente mais específicos e menos abrangentes. Entretanto, contrariamente a textos e outros materiais instrucionais os mapas conceituais não dispensam explicações do professor (MOREIRA; MANSINI, 2011, p. 55).
Moreira e Masini (2011, p. 52) destacam que “um mapa conceitual pode ser
utilizado numa única aula ou num curso inteiro”. Os autores asseguram que “mapa
conceitual” deve ser visto como “um mapa conceitual” e não como “o mapa
conceitual”, ou seja, qualquer mapa conceitual deve ser visto como apenas uma das
possíveis representações de certa estrutura conceitual: “Mapas conceituais traçados
por diferentes especialistas numa mesma área provavelmente refletirão pequenas
diferenças em entendimento e interpretação das relações entre os conceitos chaves
dessa área” (MOREIRA; MASINI, 2011, p. 52).
Os Mapas Conceituais devem ser entendidos como diagramas bidimensionais
que procuram mostrar relações hierárquicas entre conceitos de uma disciplina e que
derivam sua existência da própria (MOREIRA, 1992). Os Mapas Conceituais podem
ser adotados como estratégia de ensino, ao serem usados como ferramentas para
organizar e comunicar conhecimentos, e o professor pode utilizá-los para introduzir
conceitos, realizar novas sínteses e no processo de avaliação (RUIZ-MORENO et
al., 2007).
Segundo Ausubel, Novak e Hanesian (1980), ao se programar uma instrução
utilizando uma técnica como, por exemplo, um Mapa Conceitual, deve-se procurar
promover não só a diferenciação progressiva, como também explorar explicitamente
relações entre proposições e conceitos, evidenciar similaridades e diferenças
significativas e reconciliar inconsistências reais ou aparentes, isto é, promover a
60
reconciliação integrativa. Esses dois princípios, necessários para que se ocorra a
aprendizagem significativa, devem ser obedecidos:
a) diferenciação progressiva – as ideias e conceitos mais gerais e inclusivos
do conteúdo da matéria de ensino devem ser apresentados no início da
instrução; e
b) reconciliação integrativa – ideias estabelecidas na estrutura cognitiva
podem ser reconhecidas ou relacionadas, reorganizando-se e adquirindo
novos significados.
Buchweitz (1984) sugere alguns passos para a elaboração de um Mapa
Conceitual. Inicia-se com a localização e a listagem dos conceitos. Depois, se
distribuem os conceitos em duas dimensões, traçando as linhas que estabelecerão
as relações e a natureza das relações entre os conceitos. Finalmente, faz-se a
revisão e a reconstrução final do Mapa. É ainda possível, eventualmente, inserir
equações, exemplos, teorias e outros, a fim de aprimorar ou facilitar sua
interpretação.
Os Mapas Conceituais mostram relações de subordinação11 e de
superordenação12, que possivelmente afetarão a aprendizagem de conceitos.
Contudo, não dispensam as explicações do professor. Do ponto de vista
ausubeliano, os Mapas Conceituais são facilitados quando os elementos mais
gerais, mais inclusivos de um conceito, são introduzidos em primeiro lugar, e,
posteriormente, são progressivamente diferenciados, em termos de detalhe e
especificidade (MOREIRA; MASINI, 2011).
Outro aspecto importante na construção do Mapa Conceitual é o uso dos
conectores expressos por linhas ou setas para interligar os conceitos. Na utilização
de linhas ou setas para unir os conceitos, deve-se explicar o significado da relação
existente entre eles, sendo a explicação é designada como “descritor” ou “palavras
de ligação”.
11 Processo de subordinação: se dá quando um conceito ou proposição potencialmente significativo a é assimilado sob a ideia mais inclusiva A. 12 Processo de superordenação: se dá quando um conceito ou proposição potencialmente significativo A, mais geral ou inclusivo do que ideias ou conceitos já estabelecidos na estrutura cognitiva a, b e c, é adquirido a partir destes e passa a ser assimilado. Em aprendizagem significativa, corresponde a dizer que ocorreram interações entre os conceitos (MOREIRA; MASINI, 2011).
61
Lopes (2007) distingue que não há regras fixas para o traçado de Mapas
Conceituais. O importante é que o Mapa seja um instrumento capaz de evidenciar
significados atribuídos a conceitos e relações entre conceitos no contexto de um
corpo de conhecimentos, de uma disciplina, de uma matéria de ensino.
Ensinar o novo tendo por fundamento o já sabido é fundamental para a
consecução de uma aprendizagem que se pretende significativa. Entretanto, como
assinala Lopes (2007), não basta partir dos conhecimentos prévios do educando e
seguir em frente sem considerar o processo de apropriação por ele vivenciado. O
uso de Mapa Conceitual não apenas elucida os conceitos apropriados, mas também
revela como estes estão sendo inter-relacionados, favorecendo a organização
explicativa do trabalho docente.
Além disso, o Mapa Conceitual constitui uma ferramenta flexível, que pode
ser utilizada em diversas situações, com diferentes finalidades. Podendo ser
instrumento de análise de currículo, técnica didática, estratégia de aprendizagem,
organizador explicativo, e instrumento de avaliação da aprendizagem. Apresenta,
portanto, uma multiplicidade de usos nos diversos níveis e modalidades de ensino.
O uso do Mapa Conceitual neste estudo foi uma importante ferramenta
didática para a organização das aulas e para a exposição do assunto pela
professora. Como organizador explicativo, serviu de base para a explicação da
Unidade Didática (UD) em todas as aulas em que a temática foi abordada,
facilitando, assim, a comunicação entre a professora e os alunos, de modo a integrar
a informação à sua estrutura visual organizada e melhor integrar os novos
conhecimentos.
63
4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
No delineamento da metodologia do presente trabalho apresentamos
inicialmente a linha metodológica da pesquisa. A abordagem metodológica
caracteriza-se por uma investigação híbrida conciliando métodos qualitativos com
quantitativos e espera-se potencializar a profundidade, a riqueza e o impacto da
pesquisa (GORAD; TAYLOR, 2004).
Esteban (2010) aponta a estratégia de complementação que acontece
quando em uma mesma pesquisa lança-se mão de métodos com abordagem
qualitativa13 e de métodos com abordagem quantitativa14. Para a autora, cada
perspectiva ilumina uma dimensão diferente da realidade, de modo que não existe
ou não se pretende o solapamento entre os métodos.
Como observadora, no estudo do caso aqui apresentado, numa abordagem
qualitativa, procurei registrar todos os episódios ocorridos durante as aulas, como as
falas dos alunos e da professora, bem como suas ações e intervenções didáticas.
Para o registro, utilizei um diário de bordo para anotações sistemáticas de toda a
dinâmica das aulas em que o Mapa Conceitual de biotecnologia, organizador
explicativo, foi utilizado como facilitador na construção dos conhecimentos
biotecnológicos e na construção de uma aprendizagem significativa por parte dos
estudantes.
As questões objetivas, numa abordagem quantitativa, foram analisadas
descritivamente por questão, por blocos e pelas médias em cada turma. Os dados
coletados dos três blocos de questões foram analisados estatisticamente no
software R. O nível de significância estabelecido foi α = 0,05 (5%). Como se trata de
duas amostras pareadas (antes e depois) para cada turma (Química e Mecânica), e
já que as amostras pareadas são correlacionadas, ou seja, o antes tem relação com
o depois, foi utilizado o Teste χ² (qui-quadrado) de McNemar.
13 Entende-se como abordagem qualitativa qualquer tipo de pesquisa que gera resultados que não foram alcançados por procedimentos estatísticos ou outro tipo de quantificação. Enfatiza-se mais o procedimento que o produto. 14 A abordagem quantitativa gera resultados estatísticos ou de outro tipo de qualificação (Esteban, 2007).
64
Neste trabalho, foi desenvolvida uma Unidade Didática (UD) com duração de
doze horas/aula presenciais, para duas turmas, no período de outubro a novembro
de 2010. No desenvolvimento das atividades previstas, foram tratados teoricamente
assuntos relacionados aos seguintes temas: Engenharia Genética, Clonagem,
Célula-tronco, Transgênicos, Projeto Genoma Humano (PGH), Tecnologia do DNA
Recombinante, Bioética.
4.1 Local da realização da Pesquisa
O campus I do CEFET-MG, local de realização da pesquisa, localiza-se no
bairro Nova Suíça, na zona oeste de Belo Horizonte, e atende nesta cidade cerca de
8000 estudantes, do 1º ao 3º ano do Ensino Técnico, nas modalidades de curso
integrado concomitante ou subsequente ao Ensino Médio, e ainda estudantes da
Engenharia de Materiais, da Engenharia Ambiental e do bacharelado em Química
Tecnológica.
Figura 5 – Mapa de localização do CEFET-MG – Campus I Fonte: Google Maps, 2013.
O Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, CEFET-MG,
antiga Escola Técnica de Belo Horizonte, em 30 de junho de 1978, se transformou
em CEFET-MG, com aprovação de lei pelo Congresso Nacional.
Conforme aponta Oliveira, em sua tese de doutorado, análises retratam que
o CEFET-MG compõe um caso representativo da Rede Federal de Educação
65
Tecnológica (RFET) como estabelecimento escolar e de referência no Ensino Médio
brasileiro (OLIVEIRA, 2010).
O CEFET-MG, como parte da Rede Federal de Educação Profissional
Científica e Tecnológica, está subordinado às secretarias de Educação Profissional
e Tecnológica (SETEC) e a de Ensino Superior (SESU), vinculadas ao Ministério da
Educação (MEC), e cobre todos os estados brasileiros, oferecendo cursos técnicos,
superiores de Tecnologia, licenciatura, bacharelados, mestrado e doutorado. As
escolas que compõem a rede federal são de referência na modalidade de Ensino
Técnico (SANTOS, 2011).
O CEFET é uma instituição multicampi, estando presentes nas cidades de
Araxá, Curvelo, Divinópolis, Nepomuceno, Varginha e Timóteo, Leopoldina,
Contagem, além de possuir três campi em Belo Horizonte. Atualmente, oferece 21
cursos técnicos em todos os onze campi, dezesseis cursos de graduação, sendo
dez em Belo Horizonte e os demais distribuídos nos campi do interior, sete
mestrados e um doutorado (SANTOS, 2011).
4.2 Os sujeitos da pesquisa
A pesquisa foi desenvolvida em duas turmas do segundo ano do Curso
Técnico integrado ao Ensino Médio15 do turno diurno: uma turma de Química e uma
de Mecânica. Participaram 32 (trinta e dois) alunos da turma de Química e 35 (trinta
e cinco) alunos da turma de Mecânica. Dos trinta e dois alunos (32) alunos de
Química, dezessete (17) eram mulheres, com idade entre 17 e 19 anos. Já na turma
de Mecânica, dos 35 alunos (35), quatro (4) mulheres e trinta e um (31) homens,
com idade entre 16 e 20 anos.
Torna-se importante identificar o perfil do Técnico das duas turmas
participantes da pesquisa, uma de Química16 e uma de Mecânica17. A grade
15 Curso Técnico integrado ao Ensino Médio – a modalidade de ensino integrada ao Ensino Médio é voltada para estudantes oriundos do Ensino Fundamental que fazem o Ensino Médio e a habilitação profissional técnica com matrícula única em só um curso (SANTOS, 2011). 16O técnico em Química é um profissional com formação e capacitação para atuar em empresas e nas áreas de: ensaios químicos diversos; laboratórios especializados; emprego de equipamentos na realização dos ensaios; exaração de laudos. Está habilitado a interferir positivamente nos processos industriais, através de intervenções rápidas e apropriadas aos problemas cotidianos das empresas em que atuam. Além disso, são preparados para aturarem de forma ética, com flexibilidade intelectual e habilidade para o trabalho de equipe.
66
curricular do Curso Técnico diurno de Química está apresentada no Anexo D. A
grade curricular do curso de Mecânica diurno está apresentada no Anexo C.
A escolha da professora baseou-se na compatibilidade dos horários das aulas
nas turmas pesquisadas e de minha disponibilidade. Desse modo, foi possível minha
presença em todas as aulas nas quais a biotecnologia foi abordada. Todavia, minha
presença não interferiu na dinâmica das mesmas. Minha presença foi como
observadora das práticas pedagógicas da professora de Biologia, com o intuito de
perceber o envolvimento entre os alunos e a professora e a aprendizagem dos
estudantes.
A professora das turmas participantes recebeu o nome fictício de Telma.
Leciona no CEFET como substituta, em regime de 40 horas. Sua experiência
profissional no Ensino Médio é também na rede municipal. No CEFET-MG, tem uma
participação ativa em projetos de ensino e de pesquisa, como o Jovem Cientista e a
Semana de Ciências e Tecnologia (C&T), do CEFET-MG, com trabalhos publicados.
Cabe ressaltar que a professora mantém um relacionamento cordial e
afetuoso como seus alunos, demonstrando grande interesse por práticas educativas
inovadoras.
4.3 Desenvolvimento da pesquisa
Ao término do terceiro bimestre de 2010, a pesquisa teve seu início, quando
então me apresentei às turmas participantes, entregando a cada aluno um termo de
consentimento para permissão e autorização para o desenvolvimento da minha
pesquisa. Os estudantes maiores de 18 anos assinaram o termo em sala de aula,
enquanto os menores levaram para os responsáveis assinarem e entregaram no
encontro seguinte. Na oportunidade, salientei o caráter do estudo, bem como a
importância da participação de todos para o sucesso da pesquisa.
17O técnico em Mecânica é um profissional com formação e capacitação para atuar em empresas nas áreas de: projetos, montagem, manutenção e reparo de equipamentos mecânicos; aperfeiçoamento de máquinas- ferramentas, motores, veículos, aeronave e embarcações; preparo de orçamento de materiais e de mão de obra necessários à execução de projetos; aplicação de normas de organização e métodos, visando à racionalização do trabalho. O técnico em Mecânica também está habilitado a supervisionar o controle de equipamentos mecânicos, materiais e produtos em locais de produção ou em laboratórios especializados. Emprega instrumentos de precisão para aferir as condições de produção e providenciar a correção de possíveis falhas. Pode, ainda, prestar assistência técnica à compra, venda e utilização de máquinas e de outros equipamentos especializados.
67
O Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) (APÊNDICES A e B)
estão nos moldes determinados pela Assessoria da Diretoria Geral e Comitê de
Ética na Pesquisa do CEFET-MG.
Na semana seguinte, antes de a professora Telma iniciar suas atividades
didático-pedagógicas em ambas as turmas, recolhi o termo de consentimento dos
alunos menores de 18 anos. Os mesmos procedimentos metodológicos foram
utilizados pela professora em ambas as turmas. A escolha das turmas fundamentou-
se no fato de serem turmas de perfis diferentes, embora em termos de rendimento
estivessem no mesmo patamar, conforme relato da professora Telma.
4.4 Estrutura da pesquisa
Para o desenvolvimento da pesquisa, elaborei o Mapa Conceitual
apresentado na Figura 6, com objetivo mostrar a estrutura da metodologia e suas
etapas numeradas.
Figura 6 – Estrutura da metodologia com as etapas da pesquisa Fonte: Elaborado pela autora.
Passamos a desenvolver as etapas da metodologia da pesquisa descritas no
Mapa Conceitual proposto na Figura 6.
68
4.5 Etapas da Estrutura da Metodologia
4.5.1 Etapa I – Pré-teste
Na etapa I, foram aplicados os IS1, IS2 e IS3, apresentados nos Apêndices E,
F e G, respectivamente, relacionados ao objeto de estudo, a biotecnologia, para
identificação de subsunçores.
a) IS1: teve como objetivo identificar o interesse e a informação dos
estudantes sobre biotecnologia (APÊNDICE E).
b) IS2: teve com o objetivo levantar o conhecimento dos conceitos chaves de
biotecnologia, importantes para o direcionamento do roteiro de atividades
das aulas, e a elaboração do Mapa Conceitual, partindo da Engenharia
Genética (APÊNDICE F).
c) IS3 – (Pré-teste) (APÊNDICE G): teve o objetivo de identificar o
conhecimento antes das ações e intervenções didáticas com dez (10)
questões objetivas distribuídas em três blocos, conforme consta do
Quadro 3:
Quadro 3 – Instrumento de sondagem 3 – Divisão por blocos das questões objetivas do pré-teste
Fonte: Material de pesquisa aplicado no Plano de Aula de Biologia Geral do CEFET-MG.
No primeiro bloco de questões objetivas, que trata dos conhecimentos da
genética aplicados à biotecnologia, o aluno a partir do estudo da genética estabelece
uma relação com o novo material, modificando os subsunçores, como expressão
gênica e melhoramento genético, assunto visto na genética e de enzimas, assunto
visto na citologia.
No segundo bloco, que trata dos conhecimentos relacionados diretamente à
biotecnologia, justifica-se a importância das questões ao relacioná-las à
manipulação de DNA, tecnologia do DNA recombinante, clonagem, células-tronco,
Blocos Questões Conceitos avaliados
01 01 e 02 Conhecimentos sobre a genética aplicados à biotecnologia.
02 03, 04, 05, 06 e 07 Conhecimentos sobre conceitos relacionados diretamente à biotecnologia.
03 08, 09 e 10 Conhecimentos sobre a biotecnologia industrial.
69
conceitos diferenciados no Mapa Conceitual para facilitar e promover a
aprendizagem significativa.
No terceiro bloco de questões, que trata da biotecnologia industrial,
evidenciam-se conceitos presentes na mídia, contudo, justifica-se por se esperar
uma mudança de concepções dos saberes do senso comum para saberes
científicos, embora alguns aportes teóricos para os modelos de mudança conceitual
sejam condição essencial para que a apropriação dos conceitos científicos seja
intimamente determinada pelas ideias prévias dos alunos.
4.5.2 Etapa II – Organizadores prévios
Na etapa II, utilizamos os organizadores prévios, para realçar os subsunçores
existentes na estrutura cognitiva dos alunos, a fim de facilitar a aprendizagem
significativa dos alunos. Foi aplicado após o pré-teste (IS1, IS2 e IS3), antes do
próprio material a ser aprendido. Nessa etapa, de forma gradual, foi possível inserir
os conceitos de biotecnologia, partindo da engenharia genética. A proposta consistiu
na exibição de um vídeo e na leitura de um texto (“A biotecnologia e a reprodução”),
seguidos de uma questão veiculada pela mídia sobre transgenia.
Figura 7 – Vídeo sobre biotecnologia: a engenharia dos genes Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=0wa7Ujk8ygU.
70
4.5.3 Etapa III – Roteiro de atividades e planejamento das aulas
Na etapa III, foi elaborado um roteiro de atividades com o plano de aula
desenvolvido pela professora Telma, na UD do 4º bimestre/2010. Neste roteiro,
constam os dias das aulas, a duração, o conteúdo, os temas abordados e o tipo de
aula, conforme ilustra o Quadro 4.
71
Quadro 4 – Roteiro de atividades e plano das aulas de biotecnologia Fonte: Elaborado pela autora.
Aulas Conteúdo Temas Tipo de aula
(01-02): 19/10 (110 minutos)
Assinatura do termo de consentimento pelos alunos. Apresentação da pesquisadora pela professora Telma. Aplicação dos instrumentos de sondagem IS (1, 2 e 3) – pré-teste.
Apresentação Biotecnologia/conhecimento prévios dos estudantes.
Aula dialogada com os estudantes para iniciar o 4º bimestre letivo. Aplicação dos instrumentos de sondagem (1, 2, e 3) da UD de biotecnologia.
(03-04): 26/10 (110 minutos) Biotecnologia Biotecnologia
Aula dialogada com a apresentação do organizador prévio: vídeo “Biotecnologia”; leitura do texto “Biotecnologia e reprodução”; Levantamento de uma questão do cotidiano: plantas transgênicas. Apresentação de um slide com conceitos básicos de biotecnologia e seus desdobramentos.
(05-06): 09/11 (110 minutos) Biotecnologia
Engenharia Genética, Clonagem, Transgênicos, Célula-tronco, Projeto Genoma. Humano (PGH), DNA recombinante, identificação de pessoas e Ética/Bioética
Aula dialogada e expositiva da professora utilizando o Mapa Conceitual: organizador explicativo deengenharia genética/ biotecnologia.
(07-08): 16/11 (110 minutos) Biotecnologia Engenharia genética, clonagem e
transgênicos. Aula expositiva/dialogada com utilização do Mapa Conceitual; leitura de textos (APÊNDICES L e M). Atividade em grupo.
(09-10): 23/11 (110 minutos) Biotecnologia
Células-tronco Projeto Genoma. DNA recombinante e Teste de Paternidade.
Aula expositiva/dialogada com utilização do Mapa Conceitual. Leitura de textos (APÊNDICES O e P ) Discussão do texto.
(11-12): 30/11 (110 minutos)
Biotecnologia Pós-teste Ética/ Bioética.
Aula expositiva/dialogada com utilização do Mapa Conceitual. Leitura e Discussão de questões éticas envolvidas na manipulação de genes (APÊNDICE Q).
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4.5.4 Etapa IV – Organizador explicativo
Na etapa IV, foi utilizado um Mapa Conceitual, organizador explicativo, de
engenharia genética/biotecnologia, com o objetivo orientar e organizar as aulas da
professora Telma. Participei da sua elaboração, compartilhando ideias e elegendo
os conceitos-chave e de relevância para a UD. Vale ressaltar que, ao introduzir
novos conceitos e ao responder aos questionamentos dos alunos, Telma sempre se
voltava ao Mapa Conceitual, estabelecendo os elos de hierarquização destes
conceitos, na busca de efetivar a aprendizagem significativa dos estudantes.
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Figura 8 – Mapa Conceitual de engenharia genética/biotecnologia Elaborado pela Prof.ª Telma e pela pesquisadora.
74
4.5.5 Etapa V – Pós-teste
Na etapa V, foi aplicado o Pós-teste, após o desenvolvimento da UD, com o
objetivo de identificar subsunçores modificados. Para este estudo, optamos por
aplicar as mesmas questões objetivas do Pré-teste (APÊNDICES E, F e G).
As questões objetivas, tanto do Pré-teste (antes) quanto do Pós-teste (depois)
serão analisadas de forma quantitativa por questões/blocos, e estaticamente por
blocos.
As questões objetivas são normalmente utilizadas na pesquisa quantitativa
com perguntas escritas para tratar os principais assuntos de um determinado tema.
Sobre essas questões, Sundberg, citado por Rosa (2011, p. 65), opina que
[...] a vantagem é que são semelhantes às provas que os alunos realizam, e os resultados numéricos podem ser analisados estatisticamente. A vantagem é que são avaliações muito semelhantes ao cotidiano dos alunos e em alguns casos esta ‘familiaridade’ pode gerar desprezo tanto pelos alunos quanto pelo instrutor.
As questões objetivas de múltipla escolha constam de uma pergunta ou uma
frase incompleta, ambas chamadas de raiz, seguidas de certo número de respostas,
que se chamam alternativas, Essas questões apresentam a vantagem de ter uma
correção fácil e objetiva, permitindo incluir vários assuntos numa só avaliação, e os
alunos levam relativamente pouco tempo para responder. Apresentam também
algumas desvantagens, pois exigem conhecimento da técnica de construção de
itens e não servem para medir a capacidade do aluno para expressar-se claramente
e de forma lógica e criativa. A escolha por esse tipo de questão no estudo pode ser
justificada pelo tempo reduzido da professora para cumprir o seu planejamento em
tempo reduzido diante da carga horária destinada a UD.
Quanto à confiabilidade dos dados obtidos, os Pré-testes geralmente têm
maior confiabilidade, pela própria ingenuidade dos alunos, pois, para eles, parece
uma prova e, por isso, levam a sério. Já no Pós-teste, a confiabilidade pode ser
questionável, já que os alunos sabem que o desempenho deles não vai afetar a
nota. Neste estudo, nos dois momentos, as questões foram avaliadas para o 4º
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bimestre de 2010, uma vez que constava no planejamento e no cronograma escolar
para a UD proposta.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Conforme mencionado anteriormente, as aulas de Biologia para as duas
turmas participantes da pesquisa, referentes à UD, foram observadas de maneira
sistemática durante o 4º bimestre, de outubro a novembro de 2010, totalizando 12
horas/aula de 50 minutos, para cada turma.
No discorrer a UD, apresentamos inicialmente as observações de sala de
aula, pois existem aspectos importantes que têm lugar no processo de ensino e
aprendizagem como: conversa dos alunos, preparo das aulas, convivência com os
colegas, entre outros. Em seguida apresentamos os resultados obtidos nos
instrumentos de investigação:
a) Pré-teste: IS1, IS2, IS3;
b) Pós-teste: IS4 – questões iguais às do Pré-teste;
c) Produto gerado a partir da motivação dos estudantes participantes da
pesquisa com a elaboração de artigos científicos, levando à criação da
revista Bionews Magazine, publicada no Portal do Professor, do MEC.
(PORTAL DO PROFESSOR, 2012).
Logo de início, pude perceber a receptividade da professora Telma ao
disponibilizar todo o material que utilizaria em sala de aula, como os slides de Power
Point, os textos xerocados de livros didáticos, os IS para a realização deste trabalho,
dentre outros. O foco das minhas observações foi a UD abordada, a metodologia
utilizada pela professora e as relações interpessoais ocorridas durante as aulas.
Antes de iniciar a pesquisa, a professora Telma relatou que as turmas
observadas eram de perfis diferentes em relação ao interesse pela disciplina,
contudo, em termos de rendimento eram semelhantes.
5.1 Descrição e análise das observações das aulas
76
Em todas as aulas, em ambas as turmas, a professora entrava na sala,
sentava-se e fazia a chamada. Depois, dava início à aula. Sempre retomava o
assunto que havia sido trabalhado na aula anterior, para tornar mais significativa as
informações que transmitiria: como exemplo, antes de iniciar o conteúdo de
biotecnologia, retomou o conceito de gene, que foi bastante trabalhado nas aulas de
genética do bimestre anterior. Telma retomou através de um Mapa Conceitual os
conceitos importantes de DNA, cadeias polinucleotídicas, duplicação
semiconservativa, dupla hélice do DNA, desoxirribonucleotídeos, ligações de
hidrogênio e polimerases e DNA. Salientou que esses conceitos são importantes
para a ancoragem dos novos conceitos a serem ensinados em biotecnologia. Pela
teoria da aprendizagem significativa, a nova informação ancora-se em subsunçores
relevantes que, neste caso específico, são a genética e a citologia, já preexistentes
na estrutura cognitiva dos alunos.
Em todas as aulas, a professora permitiu e motivou os alunos a participarem,
oferecendo espaço para esclarecer dúvidas e para perguntas, sendo que, ao
respondê-las, sempre se dirigia ao aluno, chamando-o pelo nome. Situações
ilustrativas, que mostram este episódio, são elucidadas para as turmas de Química e
Mecânica:
Al (Qui): Professora, como é obtida a insulina artificial? Telma: A técnica empregada para a obtenção da insulina artificial é a do DNA Recombinante. Com essa tecnologia, utiliza-se a bactéria Escherichia coli. Sendo geneticamente modificada, ela passa a ser capaz de sintetizar o hormônio em menor tempo e em maior escala. Pode beneficiar pessoas com diabetes Mellitus possibilitando-lhes uma vida normal.
Al (Mec): O que é vacina gênica? Li numa reportagem que está em estudo para tratamento da tuberculose. Isto procede? Telma: De fato, estudos estão abrindo novas perspectivas para o combate da tuberculose, doença que provoca a morte de milhões de pessoas a cada ano no mundo, a maioria de baixa renda. Com a ajuda da nanotecnologia, será possível permitir a veiculação e a liberação controlada de uma vacina de DNA no organismo humano. É considerada pelos cientistas mais eficaz e segura que a vacina convencional, normalmente preparada a partir de uma parte atenuada do agente causador da doença.
Cunha (1989) constatou em sua pesquisa que não é comum que os alunos
interrompam a aula para que o professor explique expressões que não dominam,
pois temem o erro, e o silêncio seria uma forma de proteção da avaliação do
professor. Cabe ao professor a iniciativa de esclarecer conceitos e explicar
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claramente sua fala. Porém, a participação do aluno é fundamental, segundo a
autora, e existem estratégias que favorecem esta participação, por exemplo, quando
o professor se aproxima do aluno, chamando-o pelo próprio nome. Esse
comportamento do professor permite uma interação que faz o aluno se sentir sujeito
do ato de aprender.
Em determinados momentos, a professora Telma percebia dispersão e
conversas paralelas entre os alunos e intervinha de forma enérgica, retomando o
domínio de sua aula. Vale ressaltar que a turma de Mecânica se mostrava mais
inquieta e dispersa, e estas intervenções eram mais frequentes. Quanto à execução
das tarefas programadas pela professora, os alunos, em ambas as turmas, se
mostravam ativos e participativos, fazendo as atividades propostas muito
rapidamente. Em um determinado momento, durante a realização da pesquisa,
Telma relatou que precisava ter sempre mais atividades preparadas, porque os
alunos eram proativos e sempre terminavam as tarefas num tempo menor do que
ela havia planejado.
Todas as aulas expositivas foram dialogadas, contudo, Telma utilizou em toda
aula o Mapa Conceitual de engenharia genética/biotecnologia, como organizador
explicativo, retomando os conceitos-chave a serem trabalhados em cada aula.
Segundo Ausubel, citado por Moreira e Masini (2011, p. 23),
[...] a essência da aprendizagem significativa está em que as ideias simbolicamente expressas sejam relacionadas de maneira não arbitrária e substantiva (não literal) ao que o aprendiz já sabe, ou seja, a algum aspecto relevante da sua estrutura de conhecimento, por exemplo, algum símbolo, conceito ou proposição já significativo.
Durante as aulas observadas, foi possível verificar uma grande interação da
professora com os alunos ao expor o conteúdo, como também na realização das
tarefas e nas leituras dos textos sugeridos. Quando solicitada para um atendimento
individual, ela atendia o aluno de forma entusiástica, motivando uma participação
coletiva.
No desenvolvimento das atividades propostas, já mencionadas no
cronograma, corresponderam às apresentadas pelo livro didático, acrescidas de
outros textos para leituras complementares. A professora relatou que em algumas
aulas de genética ela sempre levava para a sala de aula um carrinho cheio de livros
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de diversos autores e os distribuía entre os grupos de alunos para realização de
atividades. Telma ponderou que a diversidade de materiais para um mesmo assunto
e com diferentes enfoques incentiva os alunos à leitura e à sua interpretação.
Durante as aulas expositivas, Telma tentou localizar as dificuldades dos
alunos, pórem, deixou-os em liberdade, para que se posicionassem. Foi possível
notar, pelos comentários e argumentações dos estudantes, que eles identificaram
questões e compreenderam os seus significados, uma vez que foram além dos
conteúdos explicitados em sala de aula, com questões controversas de
biotencologia, como trangenia, clonagem, dentre outras. Como alerta Prewitt (2007),
citado por Kraschilchik e Marandino (2007), há necessidade de uma compreeesão
para se fazer um julgamento bem informado sobre assuntos relacionado à
engenharia genética.
Nas aulas 1 e 2, nas quais seria abordada a UD de biotecnologia, Telma
destacou a minha presença. Ressaltou que as aulas transcorreriam de forma natural
e a dinâmica não seria alterada com minha presença. Mencionou rapidamente
algumas questões atuais veiculadas pela mídia sobre o tema, com o intuito de
estimular a turma ao estudo do novo tópico, após o estudo da genética, no bimestre
anterior. O plano de atividades previstas pela professora Telma estava em
consonância com o planejamento bimestral e, portanto, foram avaliativas.
A professora chamou a atenção dos alunos para a importância do ensino de
Biologia, em particular da biotecnologia, diante de situações reais. Salientou que o
conhecimento científico possibilita o posicionamento e a argumentação firmes a
favor ou contra fatos e questões polêmicas que fazem da vida das pessoas.
Sendo as aulas de Biologia geminadas, Telma, num primeiro momento,
aplicou nas duas aulas os IS1, IS2 e IS3. Solicitou aos alunos, de ambas a turmas,
em seus definidos horários de aulas, que respondessem individualmente às
questões dos ISs. Durante a aplicação do Pré-teste, auxiliou os estudantes em
diversos momentos, esclarecendo as dúvidas de entendimento em relação às
questões, sem, no entanto, respondê-las, e solicitou que as respondessem
individualmente, e da melhor maneira possível, tendo o máximo de atenção. Essa
79
atividade teve a duração de 01h10min minutos. Ao término da segunda aula, a
professora recolheu o material para posterior avaliação/correção.
Nas aulas 3 e 4, Telma comentou os ISs aplicados na aula anterior. Ressaltou
que a genética estudada no bimestre anterior, acrescida das informações
procedentes dos meios de comunicação, às quais eles estão diariamente expostos,
constituíam aspectos relevantes para o processo da aprendizagem da UD. De
acordo com Moreira e Masini (2011), o novo se integra ao conhecimento já
existente, e ambos se modificam.
Em seguida, apresentou um vídeo com duração de 6 minutos e 53 segundos.
O vídeo trata da biotecnologia, a engenharia dos genes. Esse material constituiu um
dos organizadores prévios, como descrito na estruturação da pesquisa. Sua
utilização contribuiu como facilitador no processo da aprendizagem, pois
proporcionou ao aluno um contexto assimilativo mais significativo, unindo, assim, o
que ele já sabia ao que ele necessitava saber.
Após a exibição do vídeo, a professora fez algumas observações. Dando
continuidade à aula, entregou para cada aluno o texto adaptado “Biotecnologia e
Reprodução”, de Silva Júnior, Sasson e Caldini Júnior (2010) (APÊNDICE H). O
texto trata da biotecnologia de forma conceitual e contextualizada, de maneira
consistente com o vídeo exibido. Em seguida, levantou uma questão do cotidiano
sobre as pesquisas recentes de plantas transgênicas, levando em consideração a
produtividade; a nutrição; a resistência à seca; a necessidade de menor quantidade
de agrotóxicos. Finalizando a aula, apresentou um slide no Data Show, com os
conceitos básicos de biotecnologia, seus significados e desdobramentos, conforme
ilustrado no Quadro 5:
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BIOTECNOLOGIA
Coluna 1 Coluna 2
Conceitos básicos de biotecnologia
Significado dos conceitos e seus desdobramentos
Engenharia Genética Processo de manipulação dos genes num organismo.
Clonagem Produção de indivíduos geneticamente iguais, por reprodução assexuada.
Terapia Transgênicos OGMs Agricultura
Pecuária
Células-tronco Células capazes de multiplicar-se e diferenciar-se nos mais variados tecidos do corpo humano.
Embrionárias
Adultas
Tecnologia do DNA recombinante
Conjunto de técnicas para localizar, isolar, alterar e estudar segmentos de DNA.
Projeto Genoma Humano Mapeamento do genoma humano e identificação de todos os nucleotídos que o compõem.
PCR – Reacção em cadeia da polimerase (em inglês, Polymerase
Chain Reaction)
Método de amplificação (de criação de múltiplas cópias) de DNA (ácido desoxirribonucleico) sem o uso de um organismo vivo.
Teste de paternidade
Criminalística
Biotecnologia Industrial
Processos industriais em diversos segmentos: saúde humana, agricultura, alimentícia, engenharias em geral. Busca reduzir custos e proteger o meio ambiente.
Farmacêutica
Engenharias
Bioética Uma ética aplicada que visa lidar com os conflitos e controvérsias morais implicados pelas práticas no âmbito das Ciências da Vida e da Saúde
Quadro 5 – Conceitos básicos da biotecnologia seus significados e desdobramentos
Fonte: Plano de Aula de Biologia do CEFET-MG, 201018.
Nas aulas 5 e 6, Telma retomou sua fala em relação à importância da
genética para o entendimento de novas tecnologias aplicadas nas áreas da genética
molecular. Explicou que esta área específica está diretamente relacionada ao
domínio do conhecimento dos conceitos básicos dos genes, dos cromossomos, da
divisão celular, da expressão gênica, dos ácidos nucleicos.
18 Plano de Aula da disciplina de Biologia Geral do CEFET-MG 2010.
81
Antes de expor e explicar o Mapa Conceitual de engenharia
genética/biotecnologia, organizador explicativo, Telma retomou o conceito de “gene”,
visto nas aulas de genética, no bimestre anterior. Advertiu que para aprender o
conceito de DNA (ácido desoxirribonucleico) é necessário dominar conceitos
prévios, desde as noções básicas do que é uma substância até o conceito específico
de “desoxirribonucleotídeos”, a unidade que compõe a molécula de DNA.
Continuando sua explicação, salientou serem particularmente úteis os Mapas
Conceituais, pois, através deles, é possível identificar rapidamente os conceitos
básicos necessários ao aprendizado de novos conceitos mais específicos, partindo
dos mais abrangentes e inclusivos.
Na dinâmica de sua aula, Telma buscou um exemplo familiar, para que os
alunos pudessem entender a construção de um Mapa Conceitual. Nessa etapa,
procurou levantar os conhecimentos da genética, elaborando um Mapa Conceitual
de DNA e de Cadeias Polinucleotídicas. O Mapa Conceitual foi construído na lousa,
e cada conceito foi acrescido oralmente de uma explicação, sempre ressaltando e
valendo-se dos conhecimentos das unidades de Biologia vistas anteriormente pelos
estudantes.
Figura 9 – Mapa Conceitual com várias proposições interligadas relativas ao
DNA, utilizado no plano de aula Fonte: AMABIS; MARTHO, 2004, p. 29.
82
Ao término da elaboração e da explicação do Mapa Conceitual, no qual várias
proposições interligadas relativas ao DNA foram necessárias, Telma elucidou qual a
importância do uso de um Mapa Conceitual em suas aulas de biotecnologia.
Explicou que os Mapas são diagramas bidimensionais que relacionam conceitos de
uma determinada área do conhecimento. Ressaltou que conhecer e compreender as
características que definem um conceito é essencial para aprendê-lo.
A utilização do Mapa Conceitual, como um organizador explicativo, utilizado
por Telma para organizar a UD de forma não arbitrária, introduziu os conceitos-
chave de biotecnologia vinculando-os à sua preocupação com a promoção da
aprendizagem significativa. Ao se organizar usando o Mapa Conceitual, Telma
facilitou suas aulas, tanto para os alunos quanto para si, procurando dar o maior
número de significados ao objeto de aprendizagem.
Prosseguindo a aula, Telma apresentou e explicou, com um slide no Data
Show, um Mapa Conceitual com os conceitos-chave de biotecnologia, iniciado com o
conceito da Engenharia Genética, conceito mais abrangente e inclusivo. Ela
salientou para as turmas que o estudo da biotecnologia visa à abordagem molecular
da genética, e o seu foco está nos genes, como estão dispostos no DNA, como se
duplicam e como são expressos. Lembrou, ainda, que o estudo da genética
molecular está em franco desenvolvimento e mostra que o caráter hereditário não é
o gene em si, mas está nos genes.
A Figura 9 mostra o Mapa Conceitual apresentado por Telma para a
compreensão inicial dos alunos sobre a nova UD.
Nas aulas 7 e 8,Telma projetou um slide no Data Show, que distingue, na
linha do tempo, a evolução da Engenharia Genética, como mostra o Quadro 6:
83
ENGENHARIA GENÉTICA: HISTÓRICO
1952 Nasce o primeiro bezerro proveniente de inseminação artificial
1968 São descritas as enzimas de restrição, bisturis biológicos que cortam sequências de DNA.
1972 São obtidas as primeiras moléculas de DNA recombinante.
1973 Um gene de sapo é inserido no DNA de uma bactéria. Nasce a Engenharia Genética.
1976 Fundada a primeira companhia de Engenharia Genética (EUA). 1978 Nasce o primeiro bebê de proveta, uma garota inglesa. 1982 A insulina é produzida a partir de uma bactéria geneticamente modificada. 1990 Início formal do Projeto Genoma. É usada pela primeira vez a terapia genética.
1994 Liberado nos EUA o primeiro alimento (tomate) geneticamente modificado para o consumo.
1996 Nasce a ovelha Dolly, o primeiro mamífero clonado a partir da célula de um animal adulto.
2000 Anunciado o final do sequenciamento do genoma humano. 2001 Tem início o protonema, sequenciamento das proteínas humanas.
Quadro 6 – Principais descobertas da Engenharia Genética na linha do tempo Fonte: Evolução histórica da Engenharia Genética, elaborada por Telma.
No tocante à biossegurança, assunto de grande importância na temática,
Telma explicou o significado do termo como ciência responsável por controlar e
minimizar os riscos da utilização de diferentes tecnologias em laboratórios ou
quando aplicadas ao meio ambiente. Ela ressaltou que a Lei de Biossegurança no
Brasil foi aprovada em 1995, gerando a constituição da Comissão Técnica Nacional
de Biossegurança (CTNBio), pertencente ao Ministério da Ciência e Tecnologia
(MCT). Esse fato permitiu que se iniciassem testes de cultivos geneticamente
modificados, que são hoje mais de 800. O Decreto nº 3.871/01 obriga que seja
indicada nos rótulos de produtos importados a presença de organismos
geneticamente modificados ou que o produto em questão foi produzido a partir
destes. A Medida provisória nº 13103 estabelece normas para o plantio e a
comercialização da produção de soja da safra de 2004.
Após essa explicação, Telma entregou para cada aluno um texto para uma
leitura complementar: “A Bioquímica da Engenharia Genética” (APÊNDICE L).
Seguido da leitura, a professora dividiu a turma em grupos de quatro alunos e
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solicitou que cada grupo propusesse uma questão relacionada ao assunto. Após
algum tempo, recolheu de cada grupo a questão formulada e reservou-as.
Em seguida, cada grupo apresentou para toda a sala os principais aspectos
do texto lido. Quando todos apresentaram, ela redistribuiu as questões, tomando
cuidado para que cada grupo não recebesse as próprias questões formuladas.
Houve interação e participação de todos e, ao final da aula, Telma recolheu de todos
os grupos as questões para fazer sua avaliação posteriormente.
Finalizando sua aula, a professora, em ambas as turmas, pediu que os alunos
pesquisassem sobre a legislação de transgênicos no Brasil. Solicitou também que os
alunos observassem os rótulos dos alimentos com o símbolo de transgenia e, se
consumidos, levassem suas embalagens para sala de aula. A Figura 10 mostra
algumas embalagens levadas pelos alunos:
Figura 10 – Embalagens de alimentos levadas pelos alunos Fonte: Arquivo pessoal.
Símbolo de produtos transgênicos
Durante a discussão sobre transgênicos, os alunos se mostraram muito
participativos e bastante interessados, e houve troca de embalagens entre os
colegas. Algumas falas valem ser ressaltadas:
Al (Qui): Na embalagem do óleo de soja que trouxe da minha casa o rótulo do produto, além do símbolo de trangenia, também tinha uma nota dizendo não conter colesterol como todo óleo vegetal. Sei que é nosso direito saber sobre o produto que vamos consumir pelo Código de Defesa do Consumidor.
Al (Mec): O tomate Flavr Savr foi utilizado no molho da macaronada que comemos neste fim de semana. Este tomate é um alimento OGM e seu amadurecimento é mais lento, o que diminuiu as perdas por aprodrecimento nos supermercados e sacolões.
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Nas aulas 9 e 10, Telma levantou alguns pontos sobre biossegurança
passando em seguida para a leitura do texto “O que a Clonagem pode fazer”,
adaptado do livro “Biologia Integrada” (CHEIDA, 2003) (APÊNDICE M).
Algumas falas de alunos durante a aula sobre clonagem valem ser
ressaltadas:
Al 1 (Qui): A rejeição de órgãos nos transplantes poderia ser resolvida se a clonagem em seres humanos fosse permitida para fins terapêuticos.
Al 2 (Qui): A clonagem é uma biotecnologia muito simples, mas as igrejas, de modo geral, considerem um atentado à dignidade humana. Acho que têm algumas religiões que veêm benefícios na clonagem terapêutica, e esta técnica também fabrica clones.
Al 3 (Qui): Sei que a clonagem é muito comum. Todas as células do corpo de um organismo pluricelular correspondem a clones, portanto, são geneticamente iguais.
Al (Mec): Os gêmeos univitelínicos são clones. Na reprodução assistida, os embriões são obtidos pela divisão de embriões fertilizados in vitro.
Utilizando-se do Mapa Conceitual de engenharia genética/biotecnologia, e de
um slide, a professora passou a explicar o conceito de célula-tronco. Recorreu a um
artigo de Vanessa Vieira, de uma revista de circulação, denominado “As
embrionárias é que curam: pesquisa na área de cardiologia mostra a superioridade
das células de embriões sobre as adultas” (APÊNDICE N).
Depois da discussão sobre o artigo, foram levantadas algumas questões
pelos alunos, que valem ser ressaltadas:
Al (Qui): Sei que há também muitas implicações de ordem religiosas envolvidas para tratamentos com células-tronco. Acho que quando a ciência tiver avançado bastante neste sentido, este procedimento trará benéfico no tratamento de diversas doenças.
Al (Mec): A capacidade de as células-tronco se transformarem em diferentes tecidos, órgãos, não chegou ainda nos humanos. Estas células são conseguidas do cordão umbilical. Ouvi esta notícia no programa Fantástico.
Depois de esclarecidas as dúvidas, Telma passou ao Projeto Genoma
Humano (PGH), com um texto complementar (APÊNDICE O), mas sempre retomava
o Mapa Conceitual, o organizador explicativo. Telma destacou que o início do PGH
ocorreu em 1990, objetivando mapear e sequenciar o genoma do Homo sapiens, e
86
foi concluído oficialmente em 26 de julho de 2000, com cerca de 90% do
mapeamento e sequenciamento finalizado. Porém, foi em 14 de abril de 2003 que os
cientistas anunciaram que finalizaram a tarefa, alcançando 99,9% de precisão.
Após o comentário sobre o PGH, Telma destacou que caiu por terra a teoria
que uma enzima (proteína) está relacionada a um gene. A formulação correta agora
é: um gene – muitas proteínas. Ela ressaltou que Keller (2002), na obra intitulada o
“Século do gene – uma proteína”, afirma que o gene pode funcionar de muitas
maneiras diferentes, dependendo do contexto. Daí, uma novidade atual: um gene,
muitas proteínas; uma alerta, uma proteína, muitas funções.
Na turma de Mecânica, após essa explicação, um aluno indagou: “Qual o
significado de mapear o genoma humano?”. A professora explicou, então, que
mapear o genoma humano significa compreender cada uma de nossas
características. Dessa maneira, é possível identificar quais são os genes que
provocam as doenças genéticas e o que possibilita preveni-las e eliminá-las. Em
seguida, Telma advertiu que os cientistas têm dúvidas sobre “o gene”, no sentido de
como confiar na inocuidade dos produtos da engenharia genética, que manipula o
que não conhece, não sabe para que serve o “DNA lixo” (um terço ou até metade do
genoma), e não deve estar ali à toa, o que nos deixa na encruzilhada do
imprevisível. Ela esclareceu que o estudo detalhado dos genes pode sugerir onde a
humanidade se originou, de que modo evoluiu, como migrou, povoando os vários
continentes, e quando isso aconteceu. Ela explicou também a técnica do DNA
recombinante. Com um slide do Mapa Conceitual organizador explicativo, a
professora assinalou a utilização dessa técnica na produção de vacinas, insulina
humana, vitaminas, medicamentos, terapia gênica, OGMs e plástico biodegradável
(recurso renovável). Ressaltou também que o DNA recombinante utiliza a enzima de
restrição para cortar pontos específicos no DNA de um organismo, e que o pedaço
cortado é introduzido em outro organismo diferente. Com esse processo, o
organismo passa a fazer várias cópias idênticas do DNA estranho.
Complementando sua aula, Telma entregou a cada aluno um texto sobre o
teste de paternidade, acrescido de fragmentos de noticiários, apontando a
importância do DNA em diversas situações judiciais (APÊNDICE P).
87
Nas aulas 11 e 12, Telma iniciou salientando a importância dos
conhecimentos biológicos para se familiarizar com as novas biotecnologias e
questioná-las, parte substancial do temário da bioética.
Em seguida, leu o texto de Cheida (2003), “Jaycee: Órfão de Ninguém”
(APÊNDICE Q), elucidando uma situação real de uma nova possibilidade científica
com julgamento ético. Depois, ela organizou a turma em grupos de quatro alunos,
pedindo que discutissem e se posicionassem sobre a seguinte questão: Nem
sempre há acordo sobre até onde se pode ou se deve ir. Com isso, surge um
inegável dilema: o que pode ser feito versus o que deve ser feito.
Finalizando a 11ª aula, a professora explicou que as biotecnologias, em geral,
e especialmente as manipulações genéticas, acenam com esperanças e ameaças
para a humanidade. Talvez curem doenças genéticas, talvez gerem medicamentos
mais potentes e alimentos de “proveta”, mais nutritivos e em maior quantidade que
os produzidos pelas técnicas agrícolas tradicionais, porém, temos que pensar
sempre nos impactos que essas manipulações terão na natureza e no futuro da
espécie humana.
Retomando o Mapa Conceitual de engenharia genética/biotecnologia, ela
observou que a Engenharia Genética integra a Terceira Revolução Industrial e os
acontecimentos gerados por ela são muito importantes para a história da
humanidade. Devido à sua importância, a história pode ser dividida em pré e pós-
engenharia genética, por causa dos impactos e modificações que essa biotecnologia
provocou na medicina, na pecuária, na agricultura e na vida em sociedade.
Em sua última aula destinada à UD, Telma aplicou a avaliação final (Pós-
teste), semelhante ao Pré-teste, com dez (10) questões objetivas.
Segundo Ausubel, Novak e Hanesian (1980), a compreensão genuína de um
conceito implica a posse de significados claros, precisos, diferenciados e
transferíveis. O organizador explicativo utilizado conferiu uma projeção prática da
teoria da aprendizagem de Ausubel, centrado no aluno, na tentativa de uma
apropriação dos conceitos biotecnológicos. Um dos grandes desafios que se coloca
ao professor é o de ajudar o aluno a tornar-se consciente das estratégias de
aprendizagem que usa para construir (reconstruir) conceitos. Outro desafio é o de
88
propiciar situações de ensino que contemplem o uso dessas estratégias (LEWIS
apud PAIVA; MARTINS, 2005).
5.2 ISI
Os dados coletados e as discussões ocorridas nas turmas de Química e
Mecânica estão descritos nas seções que se seguem, e os resultados do IS1 estão
apontados nos Quadro 7:
PERGUNTAS
RESPOSTAS TURMA DE QUÍMICA TURMA DE MECÂNICA
SIM %
NÃO %
NÃO SEI OPINAR
% NULO
% SIM %
NÃO %
NÃO SEI
OPINAR %
NULO %
01 Você define corretamente o que é biotecnologia? 72 21 03 03 71 20 09 00
02 Você costuma ler publicações sobre biotecnologia?
81 19 00 00 57 20 23 00
03 Você se considera motivado ao iniciar o estudo sobre biotecnologia?
63 25 12 00 49 40 11 00
04
Você, enquanto aluno do Curso Técnico de Química, considera que o estudo da biotecnologia é relevante para sua área?
91 09 00 00 63 29 08 00
05 Você vê alguma relação entre biotecnologia e ética?
81 00 16 03 74 06 20 00
06 Você acredita que no futuro a biotecnologia irá melhorar nossa vida?
75 06 13 06 69 31 00 00
Quadro 7 – Resultado do IS1 aplicado aos alunos de Química e Mecânica Fonte: Elaborado pela autora.
Pela análise, podemos observar que 70% dos alunos, em ambas as turmas,
julgaram saber definir corretamente o que é biotecnologia. Considero que esta
pergunta dificilmente seria respondida negativamente, pois o filme “Gattaca”,
apresentado durante uma aula de genética, interage a genética à biotecnologia
reprodutiva (discutindo a eugenia), servindo de base para essa conceituação.
Quanto à informação através de publicações, 81% dos alunos de Química
demonstraram maior interesse em ler publicações na área, enquanto apenas 57%
dos alunos de Mecânica demonstraram esse interesse. Quanto à motivação ao
89
estudo da biotecnologia, Química (63%) superou (Mecânica 49%). A motivação é
subjetiva, contudo, pode ser estimulada, dependendo da forma como o professor
conduz sua prática de ensino.
Quanto ao posicionamento dos alunos em relação à relevância do estudo da
biotecnologia, 91% dos alunos de Química julgaram relevante, fato que pode se
justificar por interagir à sua futura área profissional. Em contraposição, 63% dos
alunos de Mecânica julgaram o tema distante de sua atuação profissional, o que
considero errôneo, tendo em vista que a possibilidade de interação com temas como
a biomecânica, que leva em conta conhecimentos da Biologia aplicada à mecânica.
Quanto à relação da biotecnologia e a ética, 81% dos alunos de Química
correlacionaram a ética à biotecnologia, enquanto 74% dos alunos de Mecânica
fizeram essa correlação. Esse resultado pode ser atribuído também às discussões
da ética em sala de aula, após a exibição do filme “Gattaca”.
Wood-Robinson et al. (1998) enfatizam que os conteúdos relacionados à
genética contemporânea geram grande interesse entre os estudantes, e isso poderia
dar margem às discussões centradas em questões éticas, políticas e econômicas
suscitadas pelas pesquisas atuais.
Menezes (1996) considera a extrema importância da abordagem de
pesquisas científicas atuais em sala de aula, assim como dos problemas sociais,
econômicos, tecnológicos, ambientais e éticos envolvidos. Porém, o autor ressalta
que é preciso apresentar tais problemáticas em exercício real, ou seja, abordar os
temas que estão diariamente apresentados pelos meios de comunicação, não
apenas num plano informativo, e sim através de discussões de interesse direto do
estudante. Isso corrobora os resultados observados com a questão citada
anteriormente.
Quanto à percepção dos alunos sobre no futuro a biotecnologia melhorar a
vida das pessoas, os resultados apontam que 75% dos alunos de Química e 69%
dos alunos de Mecânica acreditam nessa possibilidade. Lewis, Leasch e Diver
(1998), em seus estudos, constataram que, apesar de os estudantes terem
consciência das implicações dos conhecimentos de biotecnologia e da atitude que
irão tomar frente ao uso de suas tecnologias, possuem pouca familiaridade com
90
termos relacionados a essa área. Os alunos já traziam informações sobre a
aplicabilidade da biotecnologia, assunto amplamente discutido na mídia e no
ambiente escolar nas aulas de genética. O contato com assuntos relacionados à
biotecnologia, muito provavelmente se deve à influência dos meios de comunicação
em massa, contudo, no ensino de biotecnologia o professor precisa ter em mente
não só o objeto de estudo, mas, principalmente, o que o aluno precisa aprender, e
sua motivação e interesse por esse estudo.
5.3 IS2
No IS2, foi solicitado que os alunos discorressem sobre alguns conceitos-chave
de biotecnologia: clonagem, célula-tronco, Projeto Genoma, transgênicos,
identificação de espécies em extinção, biossensores, biomateriais biorreatores,
biomateriais, biocombustíveis. O Quadro 8 mostra o resultado dessa sondagem:
Conceitos Acertos
Química % Mecânica % Clonagem 27 84 19 54
Célula-tronco 28 87 25 63
Projeto Genoma 10 31 05 14
Transgênicos 32 100 19 54 Identificação de
pessoas 22 69 20 57
Recuperação de espécies 10 31 22 63
Biossensores 07 22 00 00
Biomateriais 23 71 19 54
Biorreatores 07 22 03 87
Biocombustíveis 32 100 25 71
Quadro 8 – Resultados em valores % de acertos do IS2 para as duas turmas Fonte: Elaborado pela autora.
O quadro aponta os valores em percentuais de acertos relacionados aos
conceitos-chave de biotecnologia pelos alunos de Química e Mecânica. Foram
considerados assertivos, pela professora Telma, os conceitos nos quais os alunos,
em suas respostas, apontaram um indicativo de conhecimentos prévios.
91
Dos quatro primeiros conceitos de grande veiculação nos meios de
comunicação em massa (clonagem, célula-tronco, projeto genoma e transgênicos), o
que incidiu menor valor percentual de acertos, para ambas as turmas, foi Projeto
Genoma Humano (PGH), com 31% para Química e 14% para Mecânica. Alguns
alunos responderam estar ouvindo a expressão pela primeira vez. Constatou-se no
IS1 que 81% dos alunos de Química e 57% de Mecânica responderam terem lido
sobre biotecnologia, porém, a leitura de reportagens em ambas as turmas não foi
suficientemente satisfatória para fornecer informações relevantes sobre o assunto.
Esse resultado foi surpreendente, uma vez que o PGH foi bastante discutido na
mídia e consta dos livros didáticos de Ensino Médio.
Pela análise, podemos observar que 84% dos alunos de Química
conceituaram clonagem como cópia idêntica pela reprodução assexuada, contudo,
foram além ao se basearem na referência de genes e genótipo para a identidade de
características entre os clones. Em contrapartida, 54% dos alunos de Mecânica
identificaram o clone em espécies vegetais e também como provenientes de duas
espécies diferentes com mistura de DNA. A capacidade do estudante em organizar e
processar a informação, segundo Klempa (1991), depende da conexão significativa
com os conceitos e da competência linguística do estudante, e os alunos de Química
manifestaram melhor domínio.
Em relação à célula-tronco, 87% dos estudantes de Química a relacionaram
ao tratamento de doenças, enquanto 63% dos estudantes de Mecânica a
relacionaram à produção de novas células ou órgãos. Quanto ao conceito de
transgênicos, a totalidade dos estudantes de Química acertou o conceito, além de
ter identificado as vantagens e as desvantagens do seu uso. A compreensão das
estruturas moleculares do DNA foi necessária para que esses alunos obtivessem
esse resultado, ao estabelecerem as relações entre o DNA e os transgênicos.
Resultados semelhantes foram obtidos por Tavares et. al. (2003), que aponta que,
para compreender estruturas microscópicas, como a molécula de DNA, seria
necessária a contextualização desse conteúdo em situações diversas vivenciadas
pelos estudantes, de forma que estes pudessem estabelecer relações entre o DNA e
os organismos transgênicos. 54% dos alunos de Mecânica não o relacionaram aos
seus conhecimentos prévios da citologia e da molécula de DNA e relacionaram mais
às questões éticas envolvidas no processo. Pelo IS1, os alunos de Química
92
demonstraram maior interesse pelas leituras e publicações, alcançando melhor
resultado na questão. Embora a mídia possa gerar conceitos equivocados, o
professor deve empenhar-se em reconstruir estes conceitos em suas aulas.
Para identificação de pessoas, 69% dos estudantes de Química responderam
assertivamente, em oposição a 57% dos de Mecânica. Como a identificação de
pessoas depende de técnica laboratorial (a eletroforese), os alunos de Química, por
conhecerem a técnica pelas aulas práticas, obtiveram melhor resultado. No entanto,
a identificação de pessoas envolve também teste de paternidade e a criminalística,
assunto que desperta grande curiosidade nos estudantes, já que aparece em filmes
de investigações e em noticiários criminais. De fato, o resultado entre as duas
turmas não foi muito discrepante. Devemos levar em conta que grande parte dos
alunos citou a investigação criminal da série CSI – uma popular e premiada série
dramática americana exibida pelo canal CBS, centrada em investigações do grupo
de cientistas forenses do departamento de criminalística da polícia de Las Vegas,
Nevada.
Para a recuperação de espécies em extinção, 31% dos estudantes de
Química relacionaram à ancestralidade evolutiva da molécula de DNA, à mudanças
de genomas, e citaram a clonagem como inviável neste processo. Em contrapartida,
63% dos alunos de Mecânica relacionaram ao manejo de animais em cativeiros,
possibilitando um melhoramento genético de espécies.
Na Química, 22% identificaram biossensores como elementos sensíveis à
medição de sinais biológicos, associando-os à temperatura corporal e à pressão,
enquanto na Mecânica a totalidade não deu indicativo de conhecimento deste
conceito. Quanto aos biomateriais, 71% dos alunos Química relacionaram os
materiais compatíveis com o organismo vivo, apontando conhecimento prévio. Em
contrapartida, os 54% de Mecânica os correlacionaram como materiais para
tratamento de doenças. Quanto aos biorreatores, 22% dos de Química relacionaram
a tanque de bioprocessos e de degradação de microrganismos, enquanto os de
Mecânica (87%) relacionaram com a produção de biomateriais.
Para o conceito de biocombustível, a totalidade dos alunos de Química
acertou, correlacionando com a origem biológica e não fóssil; como combustível
93
produzido a partir de plantas; e como combustível menos poluente que os derivados
do petróleo, demonstrando conhecimento prévio sobre o assunto. Já na Mecânica,
71% dos estudantes reconheceram a forma de obtenção e diversas origens, como a
cana-de-açúcar, a soja e o milho. Apesar de a turma de Química ter obtido a
totalidade dos acertos, considera-se que os resultados dos alunos da Mecânica
foram significativos, pois conceituaram adequadamente, reconhecendo-o também
como uma fonte renovável.
Pelos resultados observados no IS2, pudemos perceber que a turma de
Química obteve resultados superiores à turma de Mecânica em oito (8) dos dez (10)
conceitos propostos. A Mecânica superou a Química apenas nos conceitos de
recuperação de espécies e biorreatores. A ligação entre uma nova ideia e outra já
existente no processo de aprendizagem significativa corresponde a uma interação, e
não apenas a uma associação, e observa-se que os alunos de Química obtiveram
melhores resultados, estabelecendo relações/interações conceituais. Como a turma
de Química pelo IS1 mostrou-se mais interessada em ler publicações sobre a
temática, bem como se mostrou mais motivada ao iniciar o estudo da temática em
relação à mecância, este é um fator que deve ser levado em consideração nos
resultados observados. Outro fator que pode ser determinante no melhor
desempenho dessa turma pode estar atrelado à estrutura curricular do curso, e não
só à discplina de Biologia em si.
5.4 IS3
Como já explicitado anteriormente, o IS3 refere-se às dez questões objetivas
distribuídas em blocos. Apresentaremos os resultados e a discussão de ambas as
turmas.
5.4.1 Turma de Química e Mecânica (antes/depois)
Para uma análise descritiva das dez (10) questões objetivas (APÊNDICE G),
apresentamos em valores percentuais antes (Pré-teste) e depois (Pós-teste) das
ações e intervenções didáticas.
94
Tabela 1 – Tabulação com a frequência e o percentual de acertos para cada questão das turmas de Química e Mecânica antes e depois das ações e intervenções didáticas
Fonte: Elaborada pela autora.
Pela análise, a questão 1, com o objetivo de identificar o conceito de
Engenharia Genética, partindo da interpretação de uma charge, os alunos de
Química obtiveram 97% de acertos, passando para 100% depois das ações e
intervenções didáticas e da apresentação do Mapa Conceitual, organizador
explicativo, que partiu do conceito mais amplo e abrangente de Engenharia
Genética. Os alunos de Mecânica obtiveram a totalidade de acertos antes e depois.
Trata-se de uma questão envolvendo conceito da Engenharia Genética através da
análise de uma figura, mostrando a alteração da informação genética num
organismo vivo. Pelo conhecimento prévio de genética, de expressão gênica de
seres eucariotas e de como o ambiente pode afetar a expressão dos genes, em
ambas as turmas houve a interpretação da charge satisfatoriamente.
Na questão 2, relacionada ao emprego da enzima de restrição na Engenharia
Genética, 81% dos alunos de Química responderam corretamente antes das ações
e intervenções didáticas, passando para 97% depois, enquanto que na turma de
Mecânica os acertos passaram de 94% para 89%, portanto, 4% não reconheceram a
ação das enzimas para cortar a molécula de DNA. Durante a explicação com o
Mapa Conceitual, Telma relembrou a transcrição e a tradução do DNA, assunto
abordado na citologia, possibilitando estabelecer um elo entre os conceitos já
estudados e os novos. Na turma de Química, podemos observar uma clareza
conceitual, pois houve um aumento percentual considerável, e a utilização do Mapa
QUESTÃO TURMA DE QUÍMICA TURMA DE MECÂNICA
Percentual de Acertos Antes (%)
Percentual de Acertos Depois (%)
Percentual de Acertos Antes (%)
Percentual de Acertos Depois (%)
1 97 100 100 100 2 81 97 94 89
3 53 41 51 20
4 63 53 66 60
5 63 72 51 77
6 16 44 11 83
7 81 100 91 80
8 50 59 40 60
9 69 81 83 80
10 59 56 17 71
95
Conceitual e as intervenções e ações didáticas da professora possibilitaram a
melhoria do resultado nesta questão, o que na turma de Mecânica não acorreu. Para
Lopes (2007), aprender é um ato volativo, do próprio aprendiz, e, ao ensinar, espera-
se que haja disponibilidade e desejo do aprendiz em aprender.
A questão 3 refere-se à tecnologia do DNA recombinante e relaciona-o ao
Projeto Genoma. 53% dos alunos de Química acertaram antes das ações e
intervenções, passando para 41%. Observamos que houve uma diminuição de 12%
dos acertos após as ações e intervenções didáticas e do organizador explicativo, no
qual o conceito foi diferenciado, interagindo com a enzima de restrição. O PGH
envolve inúmeras possibilidades do uso da tecnologia do DNA recombinante. Na
Mecânica, havia 51% de acertos antes das ações e intervenções e 20% depois,
apontando uma diminuição de 31%. O PGH, dentre os quatro primeiros conceitos do
IS2, foi o que incidiu menor número de acertos ao discorreram sobre ele, mesmo
tendo sido muito discutido em sala de aula e pela mídia. Com uma proposta de
ensino apoiada nos preceitos de Ausubel, como aponta as etapas do item 4.4.2
(organizadores prévios), item 4.4.3 (planejamento das aulas) e item 4.4.4
(organizador explicativo), o resultado mostra que foram ineficientes para que os
alunos obtivessem melhor resultado nesta questão, em ambas as turmas. Segundo
Borasi (1988), no sentido de identificar os erros cometidos, é preciso propor
estratégias de ensino para eliminá-los. Telma buscou estratégias de ensino para
sanar a dificuldade dos alunos, embora os resultados não tenham sido satisfatórios,
o que pode ser justificado pela redução do conceito à palavra destituída da falta do
domínio da base científica que possibilitou o avanço do projeto.
Vale ressaltar que, embora a utilização de organizadores prévios seja uma
estratégia proposta por Ausubel para manipular a estrutura cognitiva, a fim de
facilitar a aprendizagem significativa, os resultados têm sido controversos.
Independentemente de quão potencialmente significativo seja o material a ser
aprendido, se a intenção do aprendiz é simplesmente a de memorizá-lo,
arbitrariamente e literalmente, tanto o processo de aprendizagem como seu produto
serão mecânicos.
A questão 4, referente às células–tronco, e a questão 5, referente à
clonagem, apresentaram 63% de acertos, antes das ações e intervenções didáticas
96
para a turma de Química. Mas a questão 4 apresentou uma diminuição (10%) de
acertos depois para a Química e para a Mecânica (6%), que passaram de 66% para
60%.Trata-se de uma questão com o conceito intrínseco de células embrionárias
pluripotentes e de células-tronco maduras, e os alunos apresentaram dificuldade na
assimilação. Contudo, Ausubel chama a atenção para o fato de que, se o aprendiz
não é capaz de resolver uma questão, isso não significa necessariamente que ele
tenha somente memorizado os princípios e conceitos relevantes, implica também em
certas habilidades além da compreensão. Já na questão 5, referente à clonagem e
criação de organismos geneticamente modificados, houve 9% de aumento,
passando de 63% para 72% na Química, e um aumento de 26% na Mecânica,
passando de 51% para 77%, depois das ações e intervenções didáticas. Telma,
através do organizador explicativo, diferenciou a manipulação de genes envolvendo
a clonagem para produção de inúmeras cópias idênticas de DNA, o que permite a
seleção e modificação do organismo, como exemplo para a produção da insulina.
Ainda com o organizador explicativo, diferenciou a manipulação de genes
envolvendo a produção de células tronco, e o resultado indica que houve uma
internalização do significado pelos estudantes.
A questão 6, relacionada ao teste de paternidade, teve 16% de acerto na
Química antes das ações e intervenções didáticas, passando para 44% depois. A
questão trata do exame de paternidade, e o aluno deveria identificar a linhagem de
células na extração de sangue e pelo relato da Telma: “embora durante as aulas eu
tenha enfatizado que as hemácias são anucleadas após a maturação, parece que os
alunos estavam mais atentos à técnica em si”.
Já na turma de Mecânica houve um aumento significativo, passando de 11%
para 83%, configurando uma interação e uma compreensão do conceito pelos
estudantes. Durante as aulas expositivas, a professora tentou localizar as
dificuldades existentes na questão. Segundo Telma, os alunos de Mecânica sabiam
o conceito e a utilidade dos testes de paternidade e o julgavam confiável, mas a
maioria tinha dúvidas sobre como ele era aplicado. Além disso, muitos alunos
achavam que se extraía o DNA da hemácia, demonstrando que havia ficado uma
lacuna no aprendizado de imunologia, que se refere à maturação das hemácias e à
perda do seu núcleo.
97
A partir do Mapa Conceitual, Telma diferenciou e explicou a manipulação de
genes, subsunçor para o entendimento da aplicação na tecnologia do DNA
recombinante, da enzima de restrição diferenciando até a identificação de pessoas
para o teste de paternidade e criminalística. Para Moreira e Masini (2011, p. 19-20),
[...] à medida que a aprendizagem começa a ser significativa, os subsunções devem interagir com conceitos mais gerais preexistentes tornando-se cada vez mais elaborados e capazes de ancorar às novas informações e resulta em crescimento e modificação do conceito subsunçor.
A questão 7 trata de vegetais e animais transgênicos; mutantes; radiação;
clonagem; e fenótipos, temas relacionados diretamente à biotecnologia e
amplamente difundidos pela mídia. A turma de Química passou de 81% de acertos
para 100%, depois das ações e intervenções didáticas com o uso do Mapa
Conceitual. Aqui, a pergunta principal foi se, em sua estrutura cognitiva, o aluno já
compreendia como um transgênico é formado. Já na Mecânica, os acertos foram de
91% para 80% havendo, portanto, uma diminuição de 11% no percentual de acertos.
Embora Telma tenha dado muita ênfase ao assunto durante suas aulas dialogadas,
a exibição e discussão do filme a Engenharia dos Genes, utilizado como organizador
prévio, e o organizador explicativo, não foram suficientes para realçar os
subsunçores. Mesmo diante de uma aula potencialmente significativa, o aluno pode
optar por simplesmente decorar, não internalizando seu significado.
A questão 8 trata da aplicação da tecnologia de DNA recombinante aos
processos industriais, e passou de 50% de acertos para 59% na Química. Os
conhecimentos da molécula de DNA serviram de ancoragem para o entendimento
da técnica em si, sobretudo na turma de Mecânica, tendo em vista que o acerto
passou de 40% para (60%). Utilizando-se do organizador explicativo, partindo da
Engenharia Genética esse conceito foi diferenciado com seu significado para a
manipulação de genes aplicados na tecnologia do DNA recombinante com a
utilização da enzima de restrição e reconciliado à produção de insulina.
A questão 9, relativa à biotecnologia industrial, em relação à produção de
plásticos biodegradáveis, passou de 69% de acertos na turma de Química para 81%
depois das ações e intervenções didáticas. Pela análise do IS2, o conceito de
biomateriais correspondeu a 71% assertivas para os alunos de Química. Para
responder à questão, os alunos, pelos conhecimentos prévios das aulas de
98
laboratório, de técnicas industriais e processos industriais, conforme grade curricular
(ANEXO D), alcançaram melhor resultado, por terem um conhecimento da
aplicabilidade e da obtenção de produtos industrializados na produção de plásticos
biodegradáveis. Já na Mecânica, passou-se de 83% para 80%, diminuindo 3%,
contudo, a questão envolve conhecimentos de outras áreas mais distantes destes
alunos.
A questão 10, relacionada à biotecnologia industrial e ao emprego da
Engenharia Genética na produção de bactérias transformadas em biofábricas, tinha
59% de acertos na turma de Química e passou para 56%, depois das ações e
intervenções didáticas. Mesmo com os conhecimentos prévios de sua área
específica, houve uma diminuição de 3% de acertos depois. Esse resultado pode se
justificar pelo fato de os alunos não correlacionarem a aplicabilidade da Engenharia
Genética às biofábricas, termo não familiar a eles. Já na Mecânica, houve um
aumento significativo, de 17% para 71%, superando os alunos de Química, por
reconhecerem a produção da insulina transgênica à biofábricas. No Mapa
Conceitual, o conceito de Engenharia Genética foi diferenciado à manipulação de
genes e tecnologia de DNA e reconciliado à produção de insulina, interagindo os
conceitos a biofábricas.
5.5 Análises por blocos de questões pelas médias
Apresentamos, nesta seção, a tabulação da média de acertos por bloco de
questões na turma de Química e Mecânica, respectivamente, antes e depois das
ações e intervenções didáticas, conforme Tabela 2:
Tabela 2 – Tabulação da média de acertos por blocos antes e depois para as turmas de Química e Mecânica
Fonte: Elaborada pela autora.
Média de Acertos por
Bloco
Média de Acertos ANTES
(Química)
Média de Acertos DEPOIS
(Química)
Média de Acertos ANTES
(Mecânica)
Média de Acertos DEPOIS
(Mecânica)
Bloco 1 28,5 31,5 34 33
Bloco 2 17,6 19,8 19 22,4
Bloco 3 19 21 16,3 24,7
99
Evidencia-se na turma de Química um aumento nas médias de acertos em
todos os blocos de questões. No bloco 1, de 28,5 para 31,5. No bloco 2, de 17,6
para 19,8. E, no bloco 3, de 19 para 21. Esses resultados reafirmam os resultados
analisados no item da seção anterior. Já na turma de Mecânica, as médias nos
blocos 2 e 3 tiveram um aumento de 19 para 22,4 e de 16,3 para 24,7,
respectivamente. Entretanto, no bloco 1, que trata de questões relacionadas à
genética, houve diminuição de 34 para 33. Esse resultado corrobora os dados de
Bonzanini e Bastos (2005) sobre concepções dos estudantes acerca dos
conhecimentos em genética e biotecnologia, os quais elaboram respostas vagas ou
pouco detalhadas ao atribuírem os fenômenos mencionados simplesmente à
genética.
5.5.1 Análise estatística por bloco de questões
O teste de McNemar é aplicável à situação do tipo antes e depois, onde cada
indivíduo é observado duas vezes: antes e depois de certo tratamento e deseja-se
testar a eficiência do tratamento. Portanto, cada indivíduo se encaixa em duas
categorias de resposta: antes e depois do tratamento. Esse teste avalia a mudança
de uma categoria para a outra. O teste de McNemar para a significância de
mudanças é aplicável a experimentos do tipo “antes e depois”, em que cada sujeito
é utilizado como seu próprio controle, e a medida é efetuada em escala nominal ou
ordinal. Quando os dados possuem escala nominal (no caso estudado 0 se errou e 1
se acertou), o teste de Mcnemar é a única opção.
As hipóteses testadas no teste χ² de McNemar são:
H0: Não existe diferença antes e depois do tratamento.
H1: Existe diferença antes e depois do tratamento.
O valor crítico da distribuição χ2 foi de 1 grau de liberdade e com
probabilidade 5% é de 3,841.
Para a turma de Química n = 32 (número de alunos) e α = 0,05 e para turma
de Mecânica n = 35 (número de alunos) e α = 0,05, a hipótese nula (hipótese de
igualdade, antes igual depois) será rejeitada quando o valor-p do teste for menor que
100
5%, ou seja, menor que 0,05 e estatística de teste χ² de McNemar, com valores
superiores a 3,841. Então, o antes é significativamente diferente do depois a 5% de
significância (ou a 95% de confiança). Os resultados estatísticos por blocos são
apresentados na Tabela 3:
Tabela 3 – Tabulação estatística de teste e P-valor para as turmas de Química e Mecânica
Blocos Estatística de teste (Química) P-valor Estatística de teste
(Mecânica) P-valor
1 52,1552 5,13E-13 58,3676 2,17E-14 2 4,5369 0,03317 6,0823 0,01365 3 5,8778 0,01533 3,6125 0,05735
Fonte: Elaborada pela autora.
Para a turma de Química, os três blocos de questões apresentam p-valor
inferior a 5% (0,05) e valor crítico para as estatísticas de teste χ² de McNemar
superiores a 3,841, evidenciando que o antes foi diferente do depois e
estatisticamente significativo a 5% de significância. O resultado estatístico vem para
dar suporte ao resultado descritivo observado anteriormente e mostra a tendência da
aprendizagem significativa da biotecnologia nesta turma.
Para a turma de Mecânica, os dois primeiros blocos de questões apresentam
p-valor inferior a 5% (0,05) e valor crítico para as estatísticas de teste χ² de
McNemar superiores a 3,841, evidenciando que o antes foi diferente da frequência
de depois, estatisticamente significativo a 5% de significância. Para o terceiro bloco
de questões, o p-valor é muito próximo de 5% (um pouco acima do nível de
significância pré-estabelecido) e o valor crítico para a estatística de teste χ² de
McNemar muito próximo de 3,841. Esse resultado possibilita a rejeição da hipótese
nula (H0), ou seja, há 94,265% de chance de que o antes é diferente do depois (1-
0,05735), estatisticamente significativo a 5,735 % de significância. Este resultado
mostra a tendência da aprendizagem significativa para os dois primeiros blocos,
embora no terceiro bloco o valor esteja muito próximo do estatisticamente
significativo.
101
5.6 A Revista Bionews Magazine
5.6.1 O produto gerado
Qualitativamente, foi possível observar a ampliação da estrutura cognitiva dos
alunos através da incorporação de novas ideias e conceitos de biotecnologia pela
elaboração de artigos pelos alunos de Química e Mecânica. Como o objetivo maior
do ensino é que todas as ideias/conceitos sejam aprendidos de forma significativa,
as novas ideias precisam ser armazenadas por bastante tempo e de maneira
estável, independentemente do contexto em que foi primeiramente aprendido. Isso
pode sugerir e indicar um avanço, no sentido de consolidar uma aprendizagem
significativa.
No final do processo de ensino dos diferentes temas abordados nas aulas de
biotecnologia, Telma propôs uma atividade extraclasse de elaboração de artigos
científicos para uma futura publicação no site Bionews
(http://biosite.no.comunidades.net/index.php). Esse site Bionews (ANEXO B) surgiu
de uma necessidade levantada pelos alunos, a partir de várias dúvidas verificadas
em sala de aula sobre temas atuais, como vacinas e insulina. Para responder aos
estudantes, a professora Telma enviava, por e-mail, artigos de revistas científicas
relacionados ao esclarecimento das dúvidas. Foi, então, que um dos alunos da
turma de Química propôs que fosse construído um site (o Bionews) para divulgar
esses textos. A ideia não só foi aceita pela turma de Mecânica, mas também
ampliada com a sugestão de publicação de artigos dos próprios educandos.
Na orientação para a construção dos artigos publicados pelos alunos do
CEFET-MG na revista Bionews Science Magazine, utilizamos como referencial
teórico a Teoria de Aprendizagem Significativa, de Ausubel, buscando a construção
de um novo conhecimento alcançado, construído e atribuído pela interação com os
conhecimentos prévios (MOREIRA; MASINI, 2011),
A revista Bionews Science Magazine, de acesso livre no Portal do Professor
MEC, tem linguagem acessível e didática, seguindo conceitos básicos para
102
publicação científica. A revista busca, com perseverança, se integrar à rede da
socialização dos saberes e busca dar sua contribuição para um Brasil onde o
crescimento dos saberes científico e o gosto pelo saber científico seja estimulado
desde o ensino básico. É preciso qualificar cada vez mais o ensino nos níveis
Fundamental e Médio, aproveitando a mão de obra qualificada disponível e em
formação.
Nesse caminho, segue-se a filosofia do desenvolvimento e manutenção do
periódico eletrônico Bionews Science Magazine, revista de cunho cientifico e
educacional que hoje se dedica a temas relacionados ao Meio Ambiente e a
biotecnologia.
O letramento digital, que entende o uso da internet como espaço de
aprendizagem significativa, destaca três grandes eixos complementares, ou grandes
aprendizagens, que são: pesquisar na internet, publicar na internet e comunicar-se
digitalmente. O conceito de letramento incorporado à tecnologia digital significa que,
para além do domínio de “como” se utiliza essa tecnologia, é necessário se apropriar
do “para quê” utilizar essa tecnologia. No espaço escolar, contribuir para o
letramento digital significa apresentar oportunidades para que toda a comunidade
possa utilizar as Novas Tecnologias de Informação e Comunicação como
instrumentos de leitura e escrita que estejam relacionadas às práticas educativas e
com as práticas e contextos sociais desses grupos (EDUCARE, 2006/2007).
Pesquisar, publicar e comunicar-se digitalmente são habilidades para o
cidadão do século XXI, seja o aluno que está em desenvolvimento ou o professor,
que é seu orientador. Assim sendo, a inclusão de novas tecnologias na escola
constitui um desafio a mais para os profissionais envolvidas com o ensino.
Dentre os instrumentos didáticos digitais, a construção e uso de Periódicos
Eletrônicos é um dos que mais favorece as habilidades de pesquisar, publicar e
comunicar-se digitalmente. Considera-se periódico eletrônico toda publicação
existente em formato online. Com base neste conceito, pode-se afirmar que os
periódicos eletrônicos tiveram seu início na década de 60, quando as informações
eram armazenadas e disponibilizadas em microfichas (STUMPF, 1998).
Posteriormente, os periódicos eletrônicos foram também disponibilizados em
103
Compact Disc Ready Only Memory (CD-ROM) a partir da década de 1980, na
sequência pelo acesso Telnet e atualmente através da WEB. As características
principais que possibilitaram a disseminação deste meio de comunicação foram a
rapidez na produção e distribuição, a acessibilidade, o custo mais baixo de
assinaturas e os recursos multimídia que valorizam o artigo (CRUZ et al., 2003).
Outras vantagens da construção e uso de periódicos eletrônicos enquanto
instrumento didático digital é a acessibilidade à informação pelos estudantes, custos
reduzidos ou nulos para manutenção e publicação no site pelos alunos e
professores e disponibilidade de sites para construção de periódicos com ambiente
amigável e suporte gratuito ou autos sustentável (BOMFÁ et al., 2013).
Entre as bases de dados que oferecem periódicos com acesso gratuito no
Brasil merecem destaque SciELO (Scientific Electronic Libray Online) e Bireme
(Centro Latino-Americano e do Caribe de Informação em Ciências e Saúde). No
Brasil, a estrutura de um periódico eletrônico é baseada nas normas da Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). A norma utilizada como referência é a NBR
6021 – Publicação Periódica Científica Impressa, na qual são especificados os
requisitos para apresentação dos elementos da estrutura de organização física de
uma publicação periódica cientifica impressa (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE
NORMAS TÉCNICAS, 2003).
Utilizar a tecnologia da informação como prática didática é fundamental como
subsídio para uma proposta de mudança, contribuindo expressivamente na ação dos
professores, fazendo uso de um recurso ou de uma estratégia pedagógica baseados
em exemplos concretos. Dessa forma, a aprendizagem deve ocorrer sempre com
pensamento crítico e os alunos devem saber dialogar e questionar. Os problemas
levam a sociedade a questionar e procurar encontrar um caminho para que ocorra
uma maior participação da sociedade nas questões relacionadas com o
desenvolvimento e, dentro deste contexto, é fundamental o papel da escola na
construção da cidadania (SANTOS, 1999).
Devemos considerar as tecnologias envolvidas na Biologia com as quais
devemos nos posicionar criticamente. Os avanços recente da biotecnologia e Meio
Ambiente servem de geradores para despertar o interesse dos estudantes. Nesse
104
cenário, a inserção da tecnologia educacional com uso da internet na criação da
revista eletrônica de acesso livre Bionews Science Magazine (PORTAL DO
PROFESSOR, 2011) constitui um desafio em sala de aula e uma ferramenta didática
digital para inserir novas estratégias de ensino e aprendizagem em busca de
inovação educacional.
O site está aberto a publicações semestrais para alunos do Ensino Médio e
Fundamental. Interessados em publicar devem entrar em contato com os editores
pelo e-mail presente no link “Contatos”. Os temas abrangem revisões sobre
novidades do mundo da ciência sobre a ótica dos alunos e devem contar com um
professor orientador. Os principais temas abordados são biotecnologia e sua relação
com a indústria, saúde e meio ambiente.
5.6.2 Resultado e discussão dos artigos
Na elaboração dos artigos, os alunos abordaram os seguintes temas:
biocombustíveis, biossensores, engenharia de tecidos, órgãos mecânicos,
nanotecnologia, biomateriais, biorremediação, transgênicos, células-tronco,
clonagem reprodutiva, Organismos Geneticamente Modificados, nanomedicina, teste
de paternidade. Os artigos estão disponíveis no site:
http://biosite.no.comunidades.net/index.php.
5.6.2.1 Turma de Química
Os resultados que se seguem se referem aos textos elaborados pelos alunos
do Curso Técnico integrado de Química. Cinco alunos optaram pelo tema
“Biorremediação” pesquisando na rede um Estudo de Caso apresentado em um
seminário por alunos de Engenharia Química e de Engenharia de Alimentos da
Universidade Federal de Santa Catarina, em outubro de 2008. Na elaboração do
texto, os alunos conceituaram biorremediação e a importância da técnica para
degradação de poluentes lançados no ambiente pelo homem, pela ação de
microrganismos. Focaram a biorremediação in situ do solo e da água. Mesmo tendo
utilizado apenas uma fonte de pesquisa, foi possível observar que os conhecimentos
adquiridos pelos alunos nas aulas teóricas e práticas do curso de Química
possibilitaram a (re)construção conceitual e apropriação de saberes. Nesse
105
processo ativo e dinâmico, está presente o que Ausubel denomina “aprendizagem
supraordenada”, pois permitiu a aquisição de novos conhecimentos e reorganização
de elementos já presentes na estrutura cognitiva, passando a apresentar novos
significados, efetivando-se a reconciliação integrativa.
Cinco alunos optaram pelo tema “células-tronco”, e pesquisaram em nove
sites. Na elaboração do texto, os alunos apontaram os aspectos da técnica e sua
aplicabilidade, ressaltando ser um assunto muito debatido e objeto frequentemente
exposto na mídia. Apontaram o sucesso desta técnica no tratamento de doenças
hematológicas, o que leva os cientistas a buscarem o transplante celular como
possibilidade de tratamento para uma série de doenças degenerativas.
Definiram a terapia celular, baseada na utilização de células-tronco, aplicadas
em um amplo espectro de doenças humanas como diabetes, Parkinson, doenças
cardíacas e injúrias na medula espinhal. Concluindo, ressaltaram que as terapias
que utilizam este tipo de célula são bastante promissoras, mas no meio do caminho
encontram-se obstáculos técnicos e éticos que devem ser considerados, e que só
serão vencidos por meio de intensa pesquisa e conscientização. Evidenciou-se o
que Ausubel (1980) denomina de “aprendizagem combinatória”, pois permaneceu o
elo de interdependência entre as novas ideias e aquelas pré-existentes.
Três alunos optaram pelo tema “clonagem reprodutiva”. Na introdução,
distinguiram a origem etimológica do termo clonagem e sua conceituação.
Relacionaram a criação de cópias de fragmentos de DNA na clonagem molecular e
celular com o de variadas cópias de um produto nos meios digitais ou de software.
No desenvolvimento do texto, abrangeram os tipos de clonagem e concluíram que a
técnica constitui um grande avanço para a medicina, porém com muitos pontos a
favor e contra. Salientaram que os benefícios são muitos, mas o caminho que a
clonagem pode tomar pode não ser bom, e vários quesitos éticos colocam a técnica
como um ótimo recurso, mas deve ser usada com muito cuidado. Observa-se que
houve aprendizagem superordenada, pois foi possível a ocorrência de interações do
conceito de clonagem em termos de detalhes e especificidades.
Cinco alunos optaram pelo tema “nanomedicina”, e pesquisaram em três
sites.
106
Definiram nanotecnologia como ciência capaz de criar objetos de qualidade superior
aos comumente existentes a partir da organização dos átomos de forma desejada
na escala nanométrica (10-9). Ressaltaram que essa tecnologia começou a ser
usada em várias áreas de produção e apresenta grande importância na área
médica, a nanomedicina. A nanomedicina consiste na utilização de nanoparticulas,
nanorobos e outros elementos em escala nanométrica na cura, diagnóstico ou
prevenção de doenças. Ao concluírem o texto, salientaram que os conhecimentos de
como produzir e compreender estruturas a uma escala molecular tornarão possível a
explicação dos mecanismos das doenças e ajudarão a diagnosticá-las mais cedo, a
preveni-las e a combatê-las.
No desenvolvimento do texto, os alunos mobilizaram conceitos
potencialmente relevantes que desempenharam papel de subsunçor em relação ao
novo material. Houve uma ordenação de ideias com diferenciação progressiva e
reconciliação integrativa na estrutura cognitiva para uma aprendizagem significativa.
Dois alunos optaram pelo tema de “Organismos Geneticamente Modificados”,
como biofábricas de medicamentos. Pesquisaram quatro sites e enfatizaram a
importância da insulina humana recombinante. Distinguiram ser o primeiro produto
da moderna biotecnologia a ser comercializado no mundo, conseguindo bastante
sucesso na sucessão da insulina de origem animal (100% de substituição em vários
países da Europa, cerca de 90% nos EUA e aproximadamente 85% no Brasil).
Ressaltaram que a produção de insulina contribuiu para a melhoria no tratamento de
diabetes, que antes utilizava a insulina produzida por animais. Esse foi um grande
avanço, pois reduziu o tempo de produção da insulina e, além disso, a insulina
artificial é mais barata do que a de origem animal. Vacinas e tratamento de doenças
antes incuráveis também já estão sendo estudados e produzidos.
No desenvolvimento do texto, os alunos distinguiram as vantagens e as
desvantagens na utilização de OGMs como biofábricas. Citaram que uma vantagem
é que o produto é produzido mais rapidamente, em grande escala e com grau de
pureza alto. As desvantagens são quanto à produção desse organismo
geneticamente modificado, assim como o fato de as substâncias e produtos
metabólicos poderem prejudicar a natureza, o ciclo biológico, a pirâmide alimentar,
assim como a saúde humana. Foi possível verificar uma aprendizagem
107
superordenada, uma vez que os alunos, além de elaborarem os conceitos
subsunçores, de âncora, também estabeleceram interações entre os conceitos de
OGMs e biofábricas.
Quatro alunos optaram por desenvolver o tema “Projetos Genoma” e “Projeto
Genoma Humano”. Apresentaram uma justificativa para a escolha do tema e
pesquisaram livros de autores diversos, indicando ser uma pesquisa mais elaborada,
e não somente por sites. Os alunos na conclusão distinguiram que as pesquisas têm
promovido, ao longo das duas últimas décadas, consideráveis progressos no campo
da biologia molecular e da medicina, mas que alguns aspectos não podem deixar de
compor a pauta das discussões geneticistas. Com o genoma humano em mãos,
lembraram que podemos ter a pretensão de querer prever, determinar e decidir
quem merece ou não nascer e viver. A natureza aplica uma “prova prática” e nós
queremos aplicar uma “prova teórica”. Ainda que queiram olhar para os genes de um
feto e decidir se ele deve ou não ter uma chance de tentar a vida, o ser humano
jamais terá esse poder de forma própria.
Pelos resultados apontados e discutidos nas seções anteriores, identificamos
que o tema Projeto Genoma foi o de maior dificuldade para a conceituação dentre os
quatro primeiros da listagem do IS2. Porém, ao desenvolverem o texto, os alunos
despontaram os subsunçores em relação ao novo material. Os subsunçores
serviram de esteio aproximando as ideias pré-existentes na estrutura cognitiva dos
alunos.
Quatro alunos optaram pelo desenvolvimento do tema “Teste de
Paternidade”. Pesquisaram em quatro sites e assinalaram ser um teste
mundialmente conhecido e amplamente usado na identificação de pais e em alguns
casos, pelo mesmo procedimento, de mães de qualquer indivíduo. Além de ser um
teste de extrema importância, nem sempre se sabe com certeza a paternidade de
uma pessoa, bem como há casos em que homens não aceitam a gravidez,
desconfiam da mulher ou em casos de trocas de bebês. Sinalizaram que o teste
mais utilizado hoje em dia, pela sua grande eficiência, é o teste de DNA. É possível
extrair DNA necessário para a execução do teste a partir de uma pequena
quantidade de saliva humana.
108
Observa-se que à medida que a aprendizagem significativa ocorre, o uso cognitivo
de conceitos pré-existentes se interagem aos novos e são assimilados pelos alunos.
5.6.2.2 Turma de Mecânica
Sete alunos optaram pelo tema “Transgênicos: prós e contras”, e
pesquisaram em oito sites da rede, mas de maneira incompleta. Estruturaram o texto
em contextualização, conceituação, técnica de obtenção, informando que o Brasil é
o país preferido pelo mercado europeu e japonês na exportação dos grãos
geneticamente modificados e citando estatísticas de plantio e consumo, finalizando
com vantagens e desvantagens, realizando o que Ausubel (1978) denomina de
“aprendizagem combinatória”.
Cinco alunos escolheram abordar “biomedicina e órgãos mecânicos”,
revisando a literatura sem explicitar as fontes das informações. Contudo, a estrutura
do desenvolvimento do texto denotou grande interesse no domínio básico da matéria
de que a “biomedicina tem como objetivo a construção de equipamentos capazes de
interagir ou até mesmo substituir partes do corpo humano, de maneira a minimizar
ou até mesmo a eliminar dificuldades encontradas por pessoas com deficiências
físicas”. O conteúdo da revisão envolveu a engenharia biomédica e suas quatro
subáreas, a atuação do profissional da área, os órgãos mecânicos e os projetos
atuais em desenvolvimento, caracterizando a aprendizagem significativa por
superordenação.
Sete alunos abordaram a “nanotecnologia e sua contribuição para a
humanidade”, citando corretamente as referências bibliográficas de acordo com as
normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). No texto
desenvolvido, conceituaram a nanotecnologia, a nanomedicina, os nanomateriais, as
vantagens nos processos de produção e fabricação e o risco com diferentes
impactos e gravidades, denotando clareza e raciocínio, ou seja, fizeram a
“diferenciação progressiva”, partindo do geral para o particular.
Apenas um aluno optou pela revisão da literatura sobre “biossensores”,
informando serem eles formados por três partes: um elemento biológico sensível, um
transdutor ou o elemento detector, e uma eletrônica associada ou processadores de
109
sinais, caracterizando-os. Fundamentou-se em quatro sites da rede, mas não os
explicitou conforme as normas. Por meio de seu trabalho, percebeu-se não ter
havido a “reconciliação integrativa”, ou seja, o delineamento explícito das relações
entre ideias, de semelhanças e diferenças relevantes entre as informações, e da
reconciliação de inconsistências reais ou aparentes.
Seis alunos escolheram tratar conceitos básicos sobre os biomateriais e não
forneceram as fontes consultadas. Houve “aprendizagem mecânica” e parcialmente
displicente, porque, embora tenham informado sobre os quatro grupos (polímeros,
cerâmicos, metálicos e compósitos), apenas transcreveram textos da rede, sem
qualquer diferenciação progressiva e reconciliação integrativa.
Seis outros alunos optaram por abordar a “engenharia de tecidos”, fazendo
uso de apenas uma referência bibliográfica. Embora tenham estruturado bem o
trabalho, percebeu-se que apenas transcreveram as seguintes informações:
conceituação da matéria, histórico, perspectiva clínica, componentes essenciais
(células, scaffold e o reator biodinâmico) e a estratégia para a engenharia óssea,
incluindo os estímulos e a as vantagens.
Pelo acima exposto e conforme Ausubel, o processo de aprendizagem é a
“assimilação” pela estrutura cognitiva do indivíduo (constituída pelas ideias,
conceitos e pelas suas inter-relações) de novos significados, podendo ocorrer
significativamente ou de forma mecânica (AUSUBEL apud MOREIRA; MASINI,
2006).
Constatou-se que a maioria dos alunos analisados aprendeu
significativamente a matéria, pois possui vontade de aprender e ideias de esteio em
sua estrutura cognitiva, às quais as novas ideias puderam ser ligadas de forma não
arbitrária e substantiva, caracterizando os fatores internos relacionados aos
indivíduos.
Percebeu-se, também, que o material foi potencialmente significativo, ou seja,
os fatores externos foram relevantes, de modo que os alunos puderam estabelecer
essas ligações com suas ideias de esteio. Dessa forma, a experimentação permitiu
inferir que esse tipo de prática pode ser um caminho certo.
110
Os resultados indicam que, ao longo deste projeto, os alunos participantes
demonstraram vontade de aprender, curiosidade e motivação. Avanços na
aprendizagem de metodologia de pesquisa científica também foram observados.
Além disso, foi possível observar a ampliação da estrutura cognitiva dos alunos
através da incorporação de novas ideias e conceitos sobre biotecnologia. Muitas
dessas ideias mostram se relacionar de forma não arbitrária e substantiva com as
ideias já existentes, o que indica aprendizagem significativa.
Analisando os textos qualitativamente, parece que a bagagem e afinidade dos
alunos de Química pelos conteúdos da área biotecnológica foram maiores, tanto
pela disposição em produzir os textos quanto pela qualidade do material produzido.
Mas os textos das turmas de Mecânica também foram muito interessantes
principalmente onde os conhecimentos de biotecnologia esbarravam na formação
dos alunos de Mecânica.
111
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste trabalho foi utilizado o Mapa Conceitual, organizador explicativo, com o
intuito de ensinar biotecnologia para promover a aprendizagem significativa dos
estudantes como preconizado pela teoria ausubeliana. Os mapas de conceitos são
particularmente úteis, pois permitem identificar quais os conhecimentos prévios são
necessários ao aprendizado de novos conceitos. A importância dos conceitos
prévios para a aprendizagem significativa é o ponto central a teoria significativa de
Ausubel, a partir da qual os mapas de conceitos foram trabalhados.
Neste estudo a professora identificou os conhecimentos prévios dos
estudantes de maneira gradual, de forma a introduzir os conceitos relevantes de
biotecnologia a partir dos conhecimentos prévios da genética tornando os
subsunçores cada vez mais elaborados.
O ensino de biotecnologia tem muito a acrescentar às vidas dos estudantes,
contribuindo para aproximar a sala de aula às questões da realidade. Porém, cabe
lembrar que existem os riscos do reducionismo informativo, se não houver uma
leitura crítica dos meios de comunicação de massa.
Num ambiente plural, como o da sala de aula, onde vários acontecimentos
ocorrem simultaneamente, há a evidência de frequentes falhas de comunicação
entre o professor e o aluno, o que acarreta ainda desvantagens temporais entre o
conhecimento dos estudantes e o que se pretende ensinar.
Selecionar o que ensinar em biotecnologia admite estratégias de ensino
variadas, desde a interlocução com diferentes disciplinas, até a concentração em
uma área ou matéria única, biotecnologia. Falar de biotecnologia não é apenas falar
da genética moderna, no que tange os conceitos científicos e suas implicações.
Cabe ao professor explorar conceitos relacionados à manipulação genética
associada às questões éticas e sociais. Por outro lado, basta adequar a informação
para que a biotecnologia possa ser introduzida em qualquer nível de ensino:
Fundamental, Médio, Técnico ou Superior.
112
Escolher as modalidades didáticas adequadas, “como ensinar” a
biotecnologia, inclui um leque de modalidades didáticas disponíveis e variadas. Inclui
a leitura e discussão de textos, leitura de reportagens e notícias de jornais; uso de
modelos, simulações, animações, programas de TV, internet, realizações de
atividades experimentais, uso de Mapas Conceituais, dentre outras.
Por se tratar de uma unidade didática tão complexa, com grande diversidade
de temas, considero que exija maior aprofundamento e discussão, para não
acarretar uma superficialidade aos temas polêmicos e atuais que precisam
ultrapassar o senso comum. Percebemos que, apesar de amplamente divulgados
pela mídia e em situação de ensino, os estudantes demonstram dificuldade em
esclarecê-los, reduzindo o conceito à palavra ou à definição destituída de
significado.
No estudo aqui apresentado, a professora utilizou diversas modalidades,
porém centrou-se no Mapa Conceitual, para organizar e explicar os conceitos
relacionados à biotecnologia. Valendo-se deste recurso, ela dinamizou o tempo,
possibilitando um ensino mais eficaz. Contudo, julgo ser necessária uma reflexão
dos professores de Biologia do CEFET-MG, pois, diante de uma carga horária
reduzida, deve-se privilegiar tanto as diferentes formas de apresentar os conteúdos,
como selecionar o que essencial, pois é elevado o número de alunos por turma e
uma exigência de longos conteúdos a cumprir .
A apropriação dos conceitos biotecnológicos ao longo do processo foi gradual
e levou a motivação dos estudantes à publicação de artigos científicos no Portal do
MEC (PORTAL DO PROFESSOR, 2012). Na elaboração dos artigos, os
conhecimentos foram ampliados, tendo em vista que a maioria dos alunos
analisados aprendeu significativamente biotecnologia. A produção científica dos
estudantes foi avaliada ao término do 4 º bimestre, com isto houve um tempo maior
entre as aulas dadas e as publicações, possibilitando maior assimilação e
internalização dos conceitos biotecnológicos. Deste modo, o tempo considerado um
fator de limitação para a análise da ocorrência da aprendizagem significativa foi
atingindo.
113
Como contribuição da tese espera-se que os professores ao desenvolverem
suas atividades didáticas em sala de aula estabeleçam os objetivos e a partir deles
iniciem os trabalhos com novas informações em uma sequência de mapas
conceituais, evidenciando o conhecimento inicial do aluno, seu percurso e o
resultado final. Para tanto é necessário abertura para o novo exigindo
aprofundamento teórico dos professores e regulação do processo ou das
dificuldades enfrentadas ao longo do processo na apropriação do saber. O uso do
Mapa conceitual na pesquisa revelou-se uma estratégia potencialmente útil para dar
significados aos conceitos biotecnológicos.
Como proposta de desdobramento desta pesquisa, pretende-se que a
Biologia, através da biotecnologia, conecte a realidade e os interesses dos alunos
com o conteúdo científico. Para que isso se concretize, é necessária a incorporação
de estratégias múltiplas de ensino e o Mapa conceitual constitui estratégia
pedagógica adicional proporcionando aos alunos condições de aprendizagem
significativa.
Os dados desse trabalho sugerem que um novo olhar seja direcionado na
abordagem dos conteúdos programáticos de Biologia no CEFET-MG. Um olhar que
leve em consideração as caraterísticas e anseios de cada curso o que certamente
auxiliará os alunos a compreenderem o mundo de maneira multidisciplinar quando
receberem informações midiáticas, inserindo-os de forma adequada no contexto
globalizado.
115
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APÊNDICES
APÊNDICE A – Termo de autorização
Eu, aluno regularmente matriculado na 2º ano do Ensino Técnico Integrado de
Nível Médio do Curso de Química do Centro Federal de Educação Tecnológica de
Minas Gerais, disponho a participar da pesquisa de doutorado da Profa. Sandra
Mara Mourão Cardinali, nas aulas de Biologia sob a orientação da Profa. Rita de
Cássia Frenedozo, da Universidade Cruzeiro do Sul, do estado de São Paulo.
Estou ciente que a minha participação é subsidiar a pesquisa da doutoranda
para a elaboração de sua tese, intitulada “O mapa conceitual, como organizador
explicativo para o ensino de biotecnologia.”, da qual sou participador e que a minha
identidade será mantida em sigilo.
Belo Horizonte, 05 de outubro de 2010
Assinatura:_________________________________________________
128
APÊNDICE B – Termo de autorização
Eu, aluno regularmente matriculado na 2º ano do Ensino Técnico Integrado de
Nível Médio do Curso de Mecânica do Centro Federal de Educação Tecnológica de
Minas Gerais, disponho a participar da pesquisa de doutorado da Profa. Sandra
Mara Mourão Cardinali, nas aulas de Biologia sob a orientação da Profa. Rita de
Cássia Frenedozo, da Universidade Cruzeira do Sul, do Estado de São Paulo.
Estou ciente que a minha participação é subsidiar a pesquisa da doutoranda
para a elaboração de sua tese, intitulada “O mapa conceitual, como organizador
explicativo para o ensino de biotecnologia.”, da qual sou participador e que a minha
identidade será mantida em sigilo.
Belo Horizonte, 05 de outubro de 2010
Assinatura:_________________________________________________
129
APÊNDICE C – Termo de autorização do uso do nome dos alunos no site
Bionews Magazine do Portal do MEC
Eu ____________________________________________, aluno do Ensino
Técnico Integrado de Nível médio do Curso de Química, idade ___________
identidade nº. __________ autorizo a divulgação de meu trabalho no site Bionews. O
site está sendo construído pela professora de Biologia do Centro Federal de
Educação Tecnológica de Minas Gerais. Como coautora a Profª Sandra Mara
Mourão Cardinali orientanda da Prof.ª Dsc. Rita de Cássia Frenedozo da
Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo.
Belo Horizonte, 10 de outubro de 2010.
Assinatura do responsável: ____________________________
130
APÊNDICE D – Termo de autorização do uso do nome dos alunos no site
Bionews Magazine do Portal do MEC
Eu ____________________________________________, aluno do Ensino
Técnico Integrado de Nível médio do Curso de mecânica, idade ___________
identidade nº. __________ autorizo a divulgação de meu trabalho no site Bionews. O
site está sendo construído pela professora de Biologia do Centro Federal de
Educação Tecnológica de Minas Gerais.
Belo Horizonte, 10 de outubro de 2010.
Assinatura do responsável:
___________________________________________
131
APÊNDICE E – Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – IS1 de Biotecnologia
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
IS1 DE BIOTECNOLOGIA
NÚMERO: DATA: TURMA:
Caros alunos, “Vocês estudaram a Genética no 3º bimestre e viram que algumas temáticas da genética moderna têm causado grande polêmica em todas as áreas da sociedade, envolvendo questões religiosas, políticas, legais e éticas. O entendimento dos conteúdos da Genética possibilita a compreensão da biotecnologia e de suas implicações no mundo contemporâneo, assunto que trataremos no 4 º bimestre.”
As repostas das questões dos instrumentos de sondagens serão utilizadas pela pesquisadora aluna do Programa de Pós - Graduação: Doutorado em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade Cruzeiro do Sul/SP. A pesquisadora desde já, agradece sua colaboração e compromete-se a manter sua identidade em sigilo.
Iº Instrumento de Sondagem 01. Você define corretamente o que é Biotecnologia?
Sim ( ) Não ( ) Não sei opinar ( )
02. Você costuma ler publicações sobre Biotecnologia?
Sim ( ) Não ( ) Não sei opinar ( )
03. Você se considera motivado ao iniciar o estudo sobre Biotecnologia?
Sim ( ) Não ( ) Não sei opinar ( )
04. Você, enquanto aluno do curso técnico de química / mecânica , considera que o
estudo da Biotecnologia é relevante para sua área?
Sim ( ) Não ( ) Não sei opinar ( )
05. Você vê alguma relação entre a Biotecnologia e Ética?
Sim ( ) Não ( ) Não sei opinar ( )
06. Você acredita que no futuro a Biotecnologia irá melhorar nossa vida?
132
APÊNDICE F – Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – IS2 de Biotecnologia
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
IS2 DE BIOTECNOLOGIA NÚMERO: DATA: TURMA: 07. A seguir encontram-se alguns termos relacionados à Biotecnologia que são
ventilados com certa frequência na mídia atual. Dentre ele(s) qual (is) você tem
alguma informação/conhecimento? Identifique-o(s) com X e comente sucintamente.
a) ( ) Clonagem.
b) ( ) Célula tronco.
c) ( ) projeto genoma.
d) ( ) transgênicos.
e) ( ) identificação de pessoas ( paternidade, justiça criminal).
f) ( ) Recuperação de espécies em extinção.
g) ( ) biosensores.
h) ( ) biomateriais.
i) ( ) biorretores.
j) ( ) biocombustíveis.
133
APÊNDICE G – Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – IS3
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS – IS3 NÚMERO: DATA: TURMA:
BLOCO 1: Questões 01 e 02 - Conhecimentos prévios de genética aplicados à biotecnologia 01. Observe a tira abaixo:
O autor está fazendo referência à
a) engenharia genética.
b) polialelia.
c) hibridação.
d seleção natural.
02. Enzimas de restrição são fundamentais à Engenharia Genética porque permitem
a) a passagem de DNA através da membrana celular.
b) inibir a síntese de RNA a partir de DNA.
c) inibir a síntese de DNA a partir de RNA.
d) cortar DNA onde ocorrem sequências específicas de bases.
BLOCO 2: Questões 01, 04, 05, 06 e 07 - conceitos relacionados diretamente à biotecnologia
03. (UFMG) "A nova tecnologia do DNA recombinante está permitindo que cientistas
dos países do primeiro mundo desenvolvam um projeto denominado GENOMA que
tem por objetivo sequenciar os cerca de 3 bilhões de bases nitrogenadas que
134
compõem os cromossomos de um ser humano. Ao lado dos inúmeros benefícios
desse projeto, algumas questões de cunho ético têm sido levantadas." ("Ciência
Hoje", março/93)
Em relação a esse projeto, o procedimento que pode afetar diretamente o equilíbrio
genético de populações humanas é:
a) a detecção de indivíduos superdotados intelectualmente por meio de
procedimentos laboratoriais.
b) o emprego de testes genéticos como um novo critério para admissão a empregos.
c) o registro de patentes de sequencias do genoma humano para especulação
mercadológica.
d) o aumento de seleção genética ou gamética artificial.
04. (UECE) A regulamentação de pesquisas científicas, no Brasil, envolvendo células-
tronco, é assunto bastante polêmico. Com relação a esse tema, é possível afirmar
corretamente que:
a) Células-tronco maduras apresentam o mesmo potencial de diferenciação de
células–tronco embrionárias.
b) Células tronco embrionárias podem ser retiradas da medula óssea e do sangue de
indivíduos adultos.
c) O sangue da placenta e do cordão umbilical pode ser utilizado para a obtenção de
células-tronco embrionárias.
d) As células–tronco embrionárias são consideradas pluripotentes, pois podem
produzir todas as células e tecidos do organismo.
05 Sobre a clonagem de seres e a criação de organismos geneticamente modificados
(transgênicos), considerem as quatro afirmações seguintes.
I. A clonagem de organismos tem se voltado mais para os animais porque, com
relação às plantas, ela já é conhecida e utilizada há certo tempo, inclusive na
agricultura.
II. Tanto nos clones quanto nos transgênicos, a crítica recai sobre o fato de que não
se sabe se os genes introduzidos irão se expressar exatamente como no organismo
doador ou se irão ativar também alguns genes inativos do genoma do organismo
receptor.
135
III. Ecologicamente, em uma cadeia alimentar, a existência de clones apenas
aumenta o número de representantes de um determinado nível trófico. No caso dos
transgênicos, pode haver também alteração de posições e de elementos na cadeia.
IV. Um grande inconveniente entre a clonagem e a produção de transgênicos é que
ambas não permitem sobreposição, ou seja, não foi possível, até o momento, criar
um clone transgênico.
Estão corretas:
a) I e II.
b) I e III.
c) I e IV.
d) II e III.
06. Nos exames para teste de paternidade, o DNA, quando extraído do sangue, é
obtido.
a) dos leucócitos, principais células de defesa do sangue.
b) das hemácias e dos leucócitos, mas não do plasma.
c) das hemácias, o principal componente do sangue.
d) das hemácias, dos leucócitos e do plasma.
07. Vegetais e animais transgênicos
a) são mutantes que têm o seu genoma alterado por processos como radiação, para
desenvolvimento de características específicas.
b) passaram por processo de clonagem, onde sofrem transplante de órgãos em
experiências científicas, para desenvolvimento de fenótipos específicos.
c) têm o seu fenótipo alterado mediante ação de mecanismos físicos ou biológicos,
mas não passam as alterações sofridas às gerações seguintes.
d) são seres modificados por biotecnologia aplicável, que consiste na inserção de
genes provenientes de outros organismos ao genoma que se deseja modificar.
BLOCO 3: Questões 08, 09 e 10 - biotecnologia industrial
08. Todas as alternativas apresentam aplicações da tecnologia do DNA recombinante
nas duas últimas décadas, EXCETO:
a) Produção, em bactérias de vacinas, vitaminas e medicamentos.
136
b) Terapia gênica de algumas doenças hereditárias
c) Recuperação de espécies extintas.
d) Produção de OGM´s.
09. ENEM 2009 - Desde os anos 1990, novas tecnologias para a produção de
plásticos biodegradáveis foram pesquisadas em diversos países do mundo. No Brasil,
foi desenvolvido um plástico empregando-se derivados da cana-de-açúcar e uma
bactéria recém identificada, capaz de transformar açúcar em plástico.
“A bactéria se alimenta de açúcar, transformando o excedente do seu metabolismo
em um plástico biodegradável chamado PHB (polihidroxibutirato). Sua vantagem é
que, ao ser descartado, o bioplástico é degradado por microrganismos existentes no
solo em no máximo um ano, ao contrário dos plásticos de origem petroquímica, que
geram resíduos que demoram mais de 200 anos para se degradarem”. XII Olimpíada
Regional de Ciências - 2010 7 Gomes, A.C. Biotecnologia ajuda na conservação do
ambiente. Revista Eletrônica Vox Sciencia. Ano V. no. 28. São Paulo: Núcleo de
Divulgação Científica José Gomes. Acesso em: 30 abril, 2009 (adaptado).
A nova tecnologia, apresentada no texto, tem como consequência:
a) A diminuição da matéria orgânica nos aterros e do mau-cheiro nos lixões.
b) A ampliação do uso de recursos não renováveis, especialmente, os plásticos.
c) A diminuição do metabolismo de bactérias decompositoras presentes nos solos.
d) A substituição de recursos não renováveis por renováveis para fabricar plásticos.
10. E possível utilizando engenharia genética transformar bactérias em biofábricas
que expressam junto com suas proteínas:
a) biopolímeros e insulina transgênica.
b) bioprocessos e biocatalizadores.
c) biomateriais e biorremediação.
d) antibióticos e biossensores QUADRO DE REPSOSTAS
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 a b c d
137
APÊNDICE H – Biotecnologia e reprodução humana
[...] No começo do século XX, foram realizados muitos experimentos de
inseminação artificial, inclusive em mulheres, mais havia uma dificuldade: o esperma
tinha de ser fresco e transferido rapidamente. Havia ainda, a necessidade de
sincronizar a coleta ao período de ovulação da mulher a ser inseminada. Apesar das
muitas dificuldades, como objeções de natureza ética e religiosa, as tentativas se
sucederam muitas delas com êxito.
Na década de 1950 foi desenvolvida a técnica do congelamento, do esperma,
a criogenização, sendo assim superada uma das dificuldades práticas na execução
da técnica. No entanto, apenas na década de 1970, a inseminação artificial tornou-
se prática comum, com milhares de casos em todo o mundo.
O grande avanço seguinte foi a fertilização in vitro conhecida como “bebe de
proveta”., popularizando-se ainda a expressão “mãe de aluguel”. Solucionava-se
assim, o problema de mulheres que não tinham condições de desenvolver uma
gestação normal nem de receber a implantação de um embrião.
O primeiro bebê de proveta foi Louise Brown, na Inglaterra, que nasceu
perfeitamente normal, em 25 de julho de 1978.
[...] Todas as tecnologias reprodutoras sempre provocaram muita polêmica
nos diversos setores da sociedade, com numerosos prós e contras, especialmente
quanto aos aspectos éticos, morais e religiosos. O mesmo pode se dizer da
clonagem, dos transgênicos e da decifração do genoma humano. É claro que a
ciência não é boa ou má. O ser humano pode fazer uso dela para o bem ou para o
mal, mas certamente é preocupante o fato de ter previsto o uso do avião da energia
atômica para a guerra e não ter evitado que isto ocorresse. Há então uma guerra
biológica? Sem dúvida. E já se comprovou que há nações manipulando
biotecnologias para fins bélicos.
No entanto, é certo que grande avanço da biotecnologia, nos últimos anos
nos levará a possibilidade de melhoria de vida jamais imaginadas: nos campos da
agricultura e pecuária, com a produção de alimentos; a medicina, com a cura e
prevenção de muitas doenças; na Biologia, com a preservação de espécies
ameaçadas de extinção e a preservação ambiental. Levando-se em conta também
todas as implicações jurídicas dessas tecnologias e das futuras, devemos esperar
que a humanidade tenha o compromisso de fiscalizar e regulamentar o trabalho de
138
laboratórios e de cientistas para o bem comum.(SILVA JÚNIOR; SASSON; CALDINI
JÚNIOR, 2010).
139
APÊNDICE I – Depoimentos de professores efetivos de Biologia do CEFET-MG
Os depoimentos dos três professores de Biologia do CEFET-MG, todos
efetivos e que ministram aulas em turmas de primeiro e segundo ano do ensino
médio técnico integrado, porém em turmas / cursos diferentes. O professores da
disciplina expuseram seus pontos de vistas sobre a aplicabilidade da Biotecnologia
nos diversos conteúdos abordados nas séries em conformidade com conteúdo
programático das referidas séries nas quais lecionam.
Depoimento da Professora A
Em relação ao conteúdo do primeiro ano do ensino técnico médio integrado
sempre abordo biotecnologia na classificação dos seres vivos: na análise de DNA
para avaliar a evolução dos grupos e das espécies;
Citologia: quando falo de DNA nas análises para a identificação de crimes e
paternidade;
Reprodução: reprodução in vitro, inseminação e demais tecnologias
associadas a reprodução; e se possível na escolha do sexo; Nos sistemas orgânicos do homem: comento pouco sobre técnicas de
exames associados às doenças. No sistema nervoso questões ligadas a
neurociências ( tem muitos temas novos) para se comentar, inclusive uso um livro
sobre o assunto e relaciono com artigos científicos “traduzido” em linguagem
popular.
Em relação ao conteúdo do segundo ano do ensino técnico médio integrado
abordo a biotecnologia principalmente ligados ao DNA, cromossomos, projeto
genoma e todos os demais tópicos (clonagem, transgênicos, terapia gênica).
Sempre que possível tento ampliar estes tópicos fazendo um link com as
notícias atuais divulgadas na mídia. Sempre tento ampliar com atividades de
elaboração de seminários dos alunos, possibilitando discussões que enriquecem
muito a minha aula. Enfim, entendo a importância de se trabalhar com tecnologias
aplicadas à biologia sempre que pudermos, tendo em vista que apesar de estar
trabalhando com alunos de ensino médio, temos sempre que ter em mente a
importância de relacionar tecnologias à biologia, ou seja, biotecnologia nas nossas
140
aulas, pois são alunos que tem um diferencial por estudarem numa instituição
federal tecnológica.
141
APÊNDICE J – Depoimento do Professor B
Considero que alguns conteúdos estão mais diretamente relacionados com as
técnicas que foram desenvolvidas na biotecnologia, apesar de ser um termo novo
mas seus princípios são muito antigos procuro ressaltar com meus alunos tanto de
primeiro ano como de segundo ano do ensino médio técnico integrado.
Ao dar citologia e abordar ácidos nucléicos ressalto a presença deste
componente orgânica nos seres vivos e mostro também a importância da descoberta
da dupla hélice na divisão celular e na genética, conteúdo a visto posteriormente.
Diante disto, ao iniciar citologia considero fundamental chamar a atenção do
aluno para a importância de relacionar esses conteúdos com as novidades do
mundo científico e quais os benefícios que podem advir desse novo conhecimento
como por exemplo, da engenharia genética, na produção de vinhos, vacinas,
antibióticos, cervejas, pães, de fungos no controle biológico de pragas e doenças.
Além do desenvolvimento de microrganismos para a biotecnologia do lixo e esgoto.
Chamo a atenção para as bactérias fixadoras de nitrogênio que apesar de compor
79% do ar atmosférico não o absorvemos diretamente e passa por um ciclo e chega
até nós.
Ressalto que este elemento é muito importante para a melhoria do solo e que
as bactérias tem um papel fundamental neste processo.A biotecnologia deve ser
abordada também quando no conteúdo de genética.Na citologia, relaciono a síntese
de proteínas com o DNA, RNA, replicação, transcrição e tradução (é biotecnologia).
Ao dar minhas aulas sobre o sistema imunológico sempre falo da importância da
prevenção com o uso de vacinas, que são técnicas de biotecnologia. No sistema
endócrino quando me refiro ao grande avanço na produção de insulina que pode ser
produzida através do uso de técnicas da biotecnologia.
Além destas abordagens considero importante a biotecnologia, no ciclo de
energia nos ecossistemas, com o desenvolvimento de bactérias fixadoras de
nitrogênio. Acredito a biotecnologia é para os estudantes de ensino médio técnico
integrado do CEFET-MG, pois fazem parte do seu cotidiano sendo diariamente
divulgadas pelos meios de comunicação provocando discussões a sala de aula,
debates esses que bem conduzidos pelo professor contribuem para a construção do
conhecimento científico do estudante, através de situações relacionadas a temas de
142
biotecnologia e que fazem parte de um arsenal de conteúdos visto pelos alunos do
CEFET-MG. Portanto relacioná-los sempre que possível nas aulas é uma boa
alternativa para uma aula dinâmica e em busca de uma aprendizagem mais ativa e
significativa. Entrevista com a professora Telma (titular das turmas participantes)
“Observou-se uma curiosidade sobre o mercado de trabalho na indústria
farmacêutica, alimentícia, de produção agrícola de fertilizantes, sendo um nicho de
mercado onde como futuros técnicos em química poderão atuar”.
143
APÊNDICE K – Depoimento do Professor C
Ao iniciar no primeiro ano minhas aulas de Biologia no primeiro momento
sempre trabalho com unidades de medida de célula e contraponho com o uso do
instrumento capaz de ampliar coisas tão diminutas como a célula. Neste primeiro
momento já introduzo a importância da tecnologia aplicada à biologia, através da
criação e do desenvolvimento do microscópio, instrumento que possibilita a
amplificação de imagens de células que compõem nossos tecidos.
No sistema reprodutor considero importante ressaltar a importância das
melhorias quanto à redução de efeitos colaterais e o aumento da eficácia dos
métodos contraceptivos. Doenças sexualmente transmissíveis e os avanços nos
tratamentos através de técnicas de biotecnologia.
Sempre na parte de parasitoses humanas a biotecnologia empregada nos
tratamentos, prevenção e curas dessas doenças, pela criação de vacinas, soros.
Outro aspecto relevante que considero importante para discutir com meus
alunos sobre uso de tecnologias na biologia (a biotecnologia) nos dia atuais são os
implantes, próteses, e técnicas de tratamento, como a hemodiálise para pessoas
que os rins pararam de funcionar. Todos os tópicos de pesquisas com células-
tronco, clonagem de plantas de interesse econômico e farmacêutico, clonagem de
animal. Criação de organismos geneticamente modificados, vacinas de DNA, estudo
de paternidade a partir de exames de DNA, criminalística (exame de DNA), análise
de anomalias genéticas e cromossômicas em fetos abordo nas turmas de segundo
ano.
No conteúdo de ecologia humana e a produção de alimentos disponível abro
debate para dar maior ênfase aos transgênicos principalmente a soja e a
biossegurança.
No controle de pragas, biodigestores, fermentação para fins alimentícios, adubação
verde análise de espécies invasoras. Na medicina a importância na produção e
melhoramento de medicamentos por técnicas de biotecnologia. Outro aspecto
importante dessa temática é falar sobre a criação de aparelhos que ajudam pessoas
com necessidades especiais, com criação de aparelhos auditivos.
144
APÊNDICE L – A Bioquímica da Engenharia Genética
A engenharia do DNA recombinante é uma das técnicas para isolar e
multiplicar o DNA em milhões de cópias. Nesse procedimento são utilizadas enzimas
de restrição, produzidas naturalmente pelas bactérias para combater vírus que a
infectam. Elas cortam o DNA em pontos onde são reconhecidas determinadas
sequências de bases nitrogenadas.
Usando enzimas de restrição, atualmente também produzidas em laboratório,
os cientistas cortam e retiram um segmento de DNA o substituem por outro. O
resultado é o DNA recombinante.
A técnica do DNA recombinante pode ser feita tomando-se o DNA de um
vírus bacteriófago ou por meio de plasmídeo recombinante.
Ao se introduzir em bacteriófago a sequencia do DNA recombinante que se
pretende multiplicar, ao infectar uma bactéria, ele introduz nela esse DNA
recombinante. Como em toda infecção viral, a bactéria produzirá inúmeras cópias do
DNA desejado.
O princípio do DNA recombinante ocorre na natureza quando bactérias
trocam material genético através dos plasmídeos bacterianos. Nesse caso, trata-se
de um plasmídeo recombinante. O DNA pode ser duplicado em laboratório por meio
da técnica do PCR (do inglês, Polymerase Chain Reation - Reação em cadeia de
Polimerase), usando a enzima DNA polimerase. A técnica consiste em submeter o
DNA à temperatura de 98ºC, para que sua dupla-hélice se abra ao meio. Depois,
adicionam-se enzima DNA polimerase e nucleotídeos. A DNA polimerase duplicará
cada um dos dois segmentos, originando duas moléculas de DNA. Repetindo o
processo inúmeras vezes, têm-se milhões de cópias. (CHEIDA, 2033, p. 344)19.
19 Texto adaptado
145
APENDICE M – O que a clonagem pode fazer
As técnicas de clonagem a partir de células adultas podem, no futuro, entre
inúmeras outras aplicações, desenvolver órgãos par transplantes; novos neurônios
para substituir células nervosas doentes ou mortais; tecidos par implantes de pele
em queimados; medula óssea saudável para pacientes com leucemia; reproduzir
animais ameaçados de extinção; alimentos de origem animal e vegeta.
Entretanto, a clonagem também traz para o centro do debate os seres
transgênicos e diversas implicações éticas associadas. Seres transgênicos ou
organismos geneticamente modificados (OGM) são aqueles que têm genes de outra
espécie artificialmente incorporados a seu genoma, passando a produzir proteínas
originalmente do doador. A tecnologia do DNA recombinante é que torna possível a
transferência de genes entre as espécies e a produção de organismos transgênicos.
Alguns exemplos conhecidos de organismos transgênicos
Vagalume e tabaco
Extraiu-se do vagalume o gene responsável pela produção de luciferase, que catalisa a oxidação de luciferina, produzindo luz, e foi enxertado em células de uma planta de tabaco. A planta transgênica, quando regada com solução de luciferina, torna-se luminescente.
Camundongo e tabaco
Foram introduzidos ao tabaco genes de camundongo responsáveis Pela síntese de anticorpos. As plantas passaram a produzir anticorpos. As plantas passaram a produzir anticorpos de camundongos e, ao cruzar, transmitiram a nova característica aos descendentes. A mesma experiência realizada com outras plantas deixou os cientistas animados com a possibilidade de uma produção maciça de anticorpos humanos em vegetais.
Ser humano e tabaco
O gene que induz a produção da hemoglobina humana e o gene que induz a produção de cloroplasto em ervilhas são recortados e colados, originando um DNA recombinante, que é colocado em um plasmídeo bacteriano e introduzido em uma bactéria que vive associada ao tabaco. Quando essa bactéria é injetada na planta, o plasmídeo funde-se ao DNA dela, que passa a produzir as suas proteínas e a hemoglobina humana.
Quadro 11: Organismos transgênicos e forma de obtenção. Fonte:CHEIDA, L. E. Vol. único, p. 346, 2003
Muitos vegetais usados na alimentação humana já têm modificado seu
patrimônio genético com a introdução de genes que lhes conferem resistência a
146
vírus, fungos, insetos e herbicidas. Além disso, muitas vezes a modificação visa o
aumento da produção e, consequentemente, o lucro de quem os produz. Por
exemplo.
Vegetais modificados geneticamente
Tomate
O tomate FavrSadr, primeiro alimento transgênico comercializado, amadurece devagar, permitindo maior tempo de estocagem.
Batata
Cientistas australianos isolaram o gene que determina o escurecimento da batata quando descascada. Ao inverter sua sequência, impediram seu funcionamento. Essa batata não escurece mais.
Cenoura
A cenoura betasweetvtem quantidades maiores de β- caroteno (vitamina A) e sabor mais doce que as demais.
Arroz
É um dos alimentos mais consumidos no mundo, mas pobre em proteínas. O arroz transgêni desenvolvido recentemente, é capaz de produzir mais proteínas, melhorando as condições de nutrição nos países consumidores.
Melão
Tipo de melão resistente a vírus desenvolvido pelos EUA, que não apodrece antes do tempo.
Milho
A associação de um gene da bactéria Bacillusthuringiensis com o milho permite torná-lo resistente a uma praga que destrói 7% das colheitas.
Soja
Um tipo possui genes da castanha-do-pará, o que lhe aumenta muito o valor nutritivo.
Ervilha
Ervilhas foram modificadas geneticamente para resistir mais tempo à estocagem.
Quadro 12: Vegetais modificados geneticamente conferindo-os resistências. Fonte: CHEIDA, L. E. Vol. único, p. 347, 2003
147
APÊNDICE N – As embrionárias é que curam
As células-tronco e o tratamento de males do coração Pesquisa na área da cardiologia mostra a superioridade
das células de embriões sobre as adultas
Vanessa Vieira
Uma equipe de pesquisadores do Canadá, dos Estados Unidos e da Inglaterra
acaba de dar um passo decisivo para que as pesquisas com células-tronco
embrionárias se convertam em tratamentos efetivos nas clínicas e nos hospitais.
Pela primeira vez, eles conseguiram induzir uma célula-tronco embrionária humana
a se transformar em três tipos específicos de tecidos cardíacos, todos importantes
para o funcionamento do coração. O estudo é um avanço rumo aos transplantes de
tecidos desenvolvidos em laboratório. Há muito tempo a comunidade científica sabe
que as células-tronco embrionárias são capazes de se converter em qualquer um
dos 216 tipos de célula do corpo humano. Isso faz delas, hoje, a principal esperança
para tratar problemas tão distintos como diabetes e doença de Parkinson, ou para
devolver os movimentos a pessoas paraplégicas ou tetraplégicas. Apesar disso, as
pesquisas com células-tronco embrionárias continuam proibidas em muitos países,
entre eles o Brasil. A alternativa que se oferece são os estudos com células-tronco
adultas, com potencial infinitamente mais limitado no tratamento de doenças.
Nas pesquisas com células-tronco embrionárias, o desafio consiste em
dominar o processo pelo qual elas dão origem a cada tipo de tecido. Na prática, os
cientistas ainda não sabem que comandos determinam se uma célula-tronco vai se
transformar em osso, fígado ou sangue. Foi exatamente essa barreira que a equipe
chefiada pelo geneticista Gordon Keller, do McEwen Centre for Regenerative
Medicine, em Toronto, conseguiu driblar no caso de células cardíacas. Ao tratar as
células-tronco embrionárias humanas com fatores do crescimento nas quantidades e
nos momentos corretos, os cientistas descobriram que poderiam favorecer sua
transformação nas chamadas células progenitoras cardiovasculares. Essas células
progenitoras, por sua vez, são capazes de dar origem a qualquer uma das células
especializadas do coração: os cardiomiócitos, as células da musculatura lisa dos
vasos e as células endoteliais.
148
A segunda fase da pesquisa incluiu transplantar as células cardíacas criadas
em laboratório para o coração de ratos com deficiência cardíaca. A função cardíaca
dos ratos foi melhorada em 31%, sendo que nenhum dos animais transplantados
desenvolveu tumores, o que é comum acontecer em experiências similares com
células-tronco adultas reprogramadas para se comportar como embrionárias. Num
estudo recente em que se tentou transplantar esse tipo de célula para 36
camundongos, dezesseis morreram e muitos desenvolveram tumores. O estudo da
equipe de Keller é o quarto publicado desde o ano passado que demonstra que as
células cardíacas derivadas de células-tronco embrionárias melhoram as funções do
coração quando transplantadas para roedores com infarto. Para a geneticista
Mayana Zatz, coordenadora do Centro de Estudos do Genoma Humano da
Universidade de São Paulo, o sucesso no desenvolvimento e no transplante de
células cardíacas obtidas a partir de embriões mostra que a pesquisa com células-
tronco adultas não substitui os estudos com células-tronco embrionárias, apenas os
complementa. "As células-tronco embrionárias ainda têm muito a nos ensinar", ela
diz. "Disso depende o futuro da medicina." (Revista Veja. Edição 2058,2008)
149
APÊNDICE O – O Brasil e o Projeto Genoma
Além de identificar grande número de genes humanos e de outros
organismos, os cientistas brasileiros desenvolveram uma nova estratégia de
sequenciamento. O país está muito adiantado na identificação de genes que atuam
no câncer, o que permitirá diagnósticos cada vez mais precoces e melhor escolha de
terapia.
Algumas pragas que atacam culturas agrícolas já foram sequenciadas. Entre
elas a bactéria Xylella fastidiosa, que causa o amarelinho, doença que atinge os
laranjais brasileiros.O sequenciamento de seu genoma (2902 genes) foi completado
em dezembro de 1999.
O Projeto Genoma Parasita é encarregado de sequenciar os causadores da
malária, doença de Chagas, esquistossomose e leishmaniose, entre outros, e o
Projeto Genoma Vírus estuda as variedades dos vírus da Aids, da hepatite C, do
hantavírus e do vírus sincicial respiratório (LINHARES; GEWANDSZANAJDER,
2011, p.123).
150
APENDICE P – Teste de paternidade
“A revista Times anunciou as melhores invenções do ano de 2008 a qual ficou
na primeira posição é o aparelho que testa o DNA de forma caseira, o qual foi
intitulado como 23andMe (figura 4). Este teste de ADN 23andMe não é tão
conhecido como o iPhone ou como o Cristiano Ronaldo mas serve para sabermos
mais informações sobre a nossa pessoa., nossos familiares ou até outra pessoa
qualquer,
O nome pode parecer absurdo, mas o número 23 vem dos 23 pares de
cromossomas encontrados na sequência genética humana. No entanto, análise de
sua saliva real amostra é feita em cerca de 600000 polimorfismo de nucleotídeo
único (SNP’s), que estão espalhados por toda a sequência genética. O teste de DNA
23andMe também analisa alguns milhares de componentes do nosso DNA
mitocondrial... ‘seja o que isto for’ (SIMÕES, 2008).
A lista deste teste de DNA fornece resultados relacionados com a
degeneração muscular relacionada à idade, doença de Crohn, doença de Parkinson,
artrite reumatoide, a resistência ao HIV/AIDS e também a doença afeta muitas
pessoas em Portugal e Brasil; diabetes tipo I e diabetes tipo II.
Além do DNA genômico, presente no núcleo das células, também há DNA
nas mitocôndrias, organelas situadas no citoplasma. Esse DNA é muito menor que o
nuclear e tem estrutura circular, que o torna mais parecido com o das bactérias.
No contexto da análise forense, o interesse pelo DNA mitocondrial surgiu por
vários motivos: primeiro esse DNA também contém regiões polimórficas que
permitem sua individualização; segundo, os descendentes recebem esse DNA
apenas da mãe, o que permite traçar a linhagem materna de um a pessoa, e
terceiro, esse DNA é mais resistente à degradação que o DNA nuclear. Assim, em
grandes desastres (incêndios, explosões, queda de avião, etc.), quando é mais difícil
identificar os corpos, analisa-se o DNA mitocondrial. Este é extraído dos restos
mortais e a sequência de interesse é comparada com sequências obtidas de irmãos
ou descendentes maternos. (DNA mitocondrial. Brasil Escola, 2009).
Agora observe outros fragmentos de noticiários variados:
“Teste de DNA confirma que os ossos são de Steve Fossett”
151
“Milionário desapareceu em 03 de setembro de 2007”. Ossos foram
encontrados perto de avião que era de Fossett. (Gazeta do povo. Paraná. 2008)
“Teste de DNA livra homem acusado por estrupo após 26 anos. ”
19/09/2008 às 14h15 (Newspeg. com. 2008)
Um acusado por estrupo que passou quase 26 anos na prisão foi liberado por
uma corte de Dallas. Um juiz recomendou a revisão da pena de Johnnie Earl
Lindsey, após um teste recente de DNA demonstra sua inocência.
Lindsey é o 2] réu do condado de Dallas a ser inocentado por testes de DNA
desde 2001, quando passou a valer uma nova lei estadual que aceita esses exames
como provas em processos.
“Israel fará teste de DNA em cocô de cachorro para punir donos porcalhões”
(Gazeta do povo. Paraná. 2008)
Quem deixar fezes de cão na rua corre o risco de levar multa. Cidade vai criar
banco de dados com código genético de animais.
“Xororó faz de DNA obrigado pela Justiça” (Perfilnews, 2006)
Cantor sertanejo compareceu, na semana passada, ao Hemocentro de
Ribeirão Preto, no interior de São Paulo, para colher sangue para um exame de
DNA, segundo informações do jornal A cidade. O músico foi ao laboratório obrigado
por uma ordem judicial expedida a partir da solicitação da família de uma
adolescente de 19 anos que garante ser filha de Xororó.
De acordo com o jornal, a coleta será encaminhada ao Instituto de Medicina
Social e de Criminologia (IMESC) de São Paulo, onde será feito o exame de DNA.
Estado vai ser palco de debate sobre teste de DNA (Estado do Espírito Santo,
2008)
A forma operante e os benefícios da análise do DNA par a identificação de
paternidade e cadáver são alguns dos temas debatidos durante o I Seminário
Brasileiro de DNA e Laboratórios Forenses, que começa amanhã (28) e vai até
sexta-feira (31), no hotel Canto do Sol, em Vitória.
(Pinto, G.H.F. Teste de paternidade por análise de DNA).
152
Extração de DNA cadavérico Versus análise do DNAS de Familiares
(Pinto, G.H.F. Teste de paternidade por análise de DNA)
Sabe-se atualmente de experimentos bem sucedidos e realizados em tecidos
humanos de 8 a 10 anos post-mortem e mesmo em animais mumificados há 140
milhões de anos, como o inseto recentemente encontrado em âmbar, e cujo DNA foi
extraído praticamente intacto. Estes experimentos foram tão importantes para a
Ciências e ampliaram de tal forma os horizontes e as possibilidades de estudo no
campo da paleontologia que inspiraram inclusive o filme de Steven Speilberg
Jurassic Park”.
153
APENDICE Q – Jaycee: Órfão de Ninguém”
A menina americana Jaycee nasceu na década de 1990, após um processo
de fertilização artificial de espermatozóide e óvulo de doadores anônimos. Seus pais
adotivos John e Luanne Buzzanca, encomendaram a sua gestação, que foi feita no
útero de outra mulher, chamada mãe de aluguel, contratada por 10 mil dólares.
Entretanto, pouco antes do nascimento, o casal se divorciou e passou a negar
qualquer responsabilidade sobre o futuro bebê. Sem nenhuma vinculação genética
com o casal, nem com a mãe de aluguel, e com os pais biológicos anônimos, restou
à Justiça declarar Jaycee uma criança sem pais. Em outras palavras, órfã de
ninguém. (CHEIDA, 2003, p. 347).
155
ANEXOS
ANEXO A – CEFET-MG
156
II ENCONTRO DOS PROFESSORES DAS DISCIPLINAS DE FORMAÇÃO GERAL DOS CURSOS TÉCNICOS DE NÍVEL MÉDIO
157
ANEXO B – Bionews
158
ANEXO C – Grade curricular
Curso: MECÂNICA – INTEGRADO Turno: DIURNO Campus: I CONTEÚDOS DE FORMAÇÃO GERAL
ÁREA DISCIPLINA Carga Horária H/A Carga Horária
1ª SÉRIE 2010
2ª SÉRIE 2011
3ª SÉRIE 2012 H/A H
A Linguagens e suas
Tecnologias
Artes 2 0 0 80
700,0 Educação Física 2 2 2 240
Língua Portuguesa, Literatura e Cultura 3 2 2 280
Redação e Estudos Lingüísticos 2 2 2 240
B Ciências da Natureza,
Matemática e suas Tecnologias
Biologia 3 2 0 200
966,7 Física 4 3 2 360
Matemática 4 3 2 360
Química 2 2 2 240
C Ciências Humanas e
suas Tecnologias
Geografia 2 2 0 160
466,7 História 2 2 2 240
Filosofia 2 0 0 80
Sociologia 0 0 2 80
Carga Horária – BNC 28 20 16 2.560 2.133,3
CONTEÚDOS DIVERSIFICADOS
A
Língua Estrangeira (Inglês) 2 2 2 240 200,0
Gerenciamento Humano (GH) 1
40 33,3
Metodologia Científica (MCT) 1 40 33,3
Carga Horária – PD 4 2 2 320 266,7
CONTEÚDOS ESPECÍFICOS
FOR
MA
ÇÃ
O P
RO
FISS
ION
AL
ESPE
CÍF
ICA
Desenho Técnico Mecânico (DTM) 3
120 100,0 Metrologia I (MTRO I) 1 40 33,3
Segurança no Trabalho (ST) 1 40 33,3 Ciência e Tecnologia dos Materiais (CTM) 1 40 33,3
Mecânica Técnica e Resistência dos Materiais (MTRM)
3
120 100,0 Máquinas Térmicas e de Fluxo (MTF) 3 120 100,0 Desenho de Máquinas e CAD (DMCAD) 3 120 100,0
Comandos Elétricos (CE) 1 40 33,3 Ensaios Destrutivos (ED) 1 40 33,3
Eletrônica Digital Básica (EDB) 1 40 33,3 Metalografia (META) 1 40 33,3
Ajustagem (AJUS) 1 40 33,3 Tornearia (TORN) 1 40 33,3
Metrologia II (MTRO II) 1 40 33,3 Fresagem (FRES) 1 40 33,3
Gestão da Qualidade (GQ)
2 80 66,7 Elementos de Máquinas (ELM) 2 80 66,7
Manufatura Assistida por Comp. (CAD/CAM) 1 40 33,3 Tecnologia da Soldagem (TS) 1 40 33,3 Tecnologia da Fundição (TF) 1 40 33,3
Caldeiraria (CALD) 1 40 33,3 Comandos Óleos Hidráulicos (COH) 1 40 33,3
Comandos Pneumáticos (CP) 1 40 33,3 Usinagem Assistida por Computador (CNC) 1 40 33,3
Controlador Lógico Programável (CLP) 1 40 33,3 Manutenção de Máq. e Equipamentos Industriais (MMEI) 1 40 33,3
Manutenção de Motores Endotérmicos (MME) 1 40 33,3 Ensaios Não Destrutivos (END) 1 40 33,3
Tratamentos Térmicos (TT) 1 40 33,3 Retificação (RET) 1 40 33,3
CARGA HORÁRIA SUBTOTAL - DFE 06 17 17 1600 1333,3
C. H. SUBTOTAL: CERT. ENSINO MÉDIO 38 39 35 4480 3733,3
ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO – ECO 480,0
CARGA HORÁRIA TOTAL - HABILITAÇÃO PROFISSIONAL: DIPLOMA 4213,3
159
PROCESSO 23062.006460/10-12 – RESOLUÇÃO CEPT - 19 /11 – 11 de Outubro de 2011.
ANEXO D – Grade Curricular
160
ANEXO E – Artigo publicado na Revista Educação & Tecnologia do CEFET-MG
DA BIOLOGIA À BIOTECNOLOGIA: RELEVÂNCIA, OBJETIVIDADE, ORIGINALIDADE E CONTEÚDO NO IV ENCONTRO REGIONAL DE ENSINO DE
BIOLOGIA (EREBIO 2007), RIO DE JANEIRO.
Sandra Mara Mourão Cardinali Doutoranda em Ensino de Ciências e Matemática, Universidade Cruzeiro do Sul
(UNICSUL) - São Paulo – Brasil - Professora de Biologia - Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET/MG).
Rita de Cássia Frenedozo Prof.ª Dr.ª em Ensino de Ciências e Matemática - Universidade Cruzeiro do Sul
(UNICSUL) - São Paulo - Brasil. [email protected]
RESUMO Este artigo registra o panorama dos trabalhos apresentados no IV Encontro Regional de Ensino de Biologia (EREBIO 2007), de 22 a 25 de outubro de 2007, Rio de Janeiro. Foram identificados, nesse evento, quais abordaram a Genética de modo geral e a Biotecnologia em particular, sendo que os mais relevantes, objetivos e originais tiveram seu conteúdo analisado: cinco trabalhos, quatro oficinas, um minicurso e três painéis puderam demonstrar, mais de perto, as perspectivas nas técnicas de ensino e o desenvolvimento de novos olhares para um significativo processo de ensino e aprendizagem no ensino de Ciências e Biologia. Os cinco trabalhos mais relevantes, objetivos e originais (dentre 21) com o recorte de genética/biotecnologia puderam registrar as reflexões e resultados sobre as novas buscas do ensino de uma ‘genética escolar’ mais associada às mentes dos jovens do mundo contemporâneo pleno de novos desenvolvimentos da ciência. A produção do conhecimento científico tem aumentado significativamente e a área de pesquisa em Educação e Ensino de Ciências e Biologia tem se consolidado no Brasil, haja vista o volume e a seriedade com que os trabalhos do IV EREBIO2007 foram apresentados. Palavras-chave: ensino de biologia; genética; biotecnologia; coletânea de eventos.
161
DA BIOLOGIA À BIOTECNOLOGIA: RELEVÂNCIA, OBJETIVIDADE, ORIGINALIDADE E CONTEÚDO NO IV ENCONTRO REGIONAL DE ENSINO DE
BIOLOGIA (EREBIO 2007), RIO DE JANEIRO ABSTRACT This article records the panorama of papers presented at the Fourth Regional Meeting of Biology Teaching (EREBIO 2007), 22-25 October 2007, Rio de Janeiro. One identified which approached genetics in general and biotechnology in particular, being that the most relevant, objective and original content were analyzed: five papers, four workshops, a short course and three panels were able to demonstrate a closer perspective on teaching techniques and the new perspectives developing for a meaningful teaching and learning in Science and Biology Teaching. The five most relevant, objective and original publications (among 21) with crop genetics and biotechnology could record the thoughts and the new search results on the ‘genetic school’ teaching more associated with the young minds of today's world full of new developments in science. The production of scientific knowledge has increased significantly and the research in Education and Science and Biology area has been established in Brazil, considering the volume and seriousness in which IV EREBIO2007’s texts were presented. Keywords: teaching biology; genetics; biotechnology; collection of events.
FROM BIOLOGY TO BIOTECHNOLOGY: RELEVANCE, OBJECTIVITY, ORIGINALITY AND CONTENT AT THE FOURTH REGIONAL MEETING OF
BIOLOGY TEACHING (EREBIO 2007), RIO DE JANEIRO.
INTRODUÇÃO
Este artigo tem por objetivo analisar os trabalhos apresentados no IV
Encontro Regional de Ensino de Biologia (ENCONTRO REGIONAL DE ENSINO DE
BIOLOGIA, 2007), realizado de 22 a 25 de outubro de 2007 na Universidade Federal
Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), que teve como tema central ‘Ciências Biológicas e
Ensino de Biologia: tradições, histórias e perspectivas’, buscando identificar quais
tenderam à abordagem da Genética de modo geral e da Biotecnologia em particular,
e de que maneira isso foi demonstrado.
Os EREBIO que os precederam ocorreram nos meses de agosto, o primeiro
em 2001, o segundo em 2003 e o terceiro em 2005, sempre tendo por objetivos
fortalecer as relações entre Educação, Ciência, Tecnologia, Sociedade, Cultura e
Ambiente, no âmbito do ensino de Ciências e Biologia; promover o intercâmbio entre
162
pesquisadores da área; fortalecer os vínculos entre pesquisadores e professores
interessados no ensino de Ciências e Biologia; atualizar professores dos diversos
segmentos de ensino em torno das contribuições recentes da pesquisa em Ensino
de Ciências e Biologia; contribuir para a melhoria do ensino de Ciências e Biologia
nos diversos segmentos de ensino; e oferecer subsídios teórico-práticos para a
prática docente em Ciências e Biologia.
A pergunta de partida ficou definida em: quais, numa primeira seleção,
registram relevância, objetividade e originalidade, e por quê? Isso se deve ao fato de
que “o ensino de Biologia se organiza ainda hoje de modo a privilegiar o estudo de
conceitos, linguagem e metodologias desse campo do conhecimento, tornando as
aprendizagens pouco eficientes para interpretação e intervenção na realidade”
(BORGES; LIMA, 2007, p.166). Entendemos que quanto mais os pesquisadores
buscarem o desafio de reverter esse processo, mais o ensino da Biologia se
aproximará das necessidades e interesses dos alunos no mundo atual.
A Biologia, a Genética e a Biotecnologia
A Genética tem seus conteúdos orientados a partir de diretrizes dos novos
Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM), que vêm
procurando sugerir reformas educacionais de acordo com a LDB (BRASIL, 2002;
2006), inserindo novas visões atualizadas da Biologia, especificamente no tocante à
Genética. Esta inclui os aspectos relacionados à herança, ao material genético e à
sua mecânica de transmissão, interações e alterações, e é reconhecida como uma
das mais importantes no contexto ‘biologia escolar’, assim como uma das mais
problemáticas, devido à sua abrangência e complexidade (GOLDBACH, 2007).
Embora a curiosidade pelo entendimento dos processos que resultam na
transmissão da herança biológica remonte a 400 a.C., pode-se dizer que a ciência
da Genética começou em 1900 com a redescoberta do trabalho de Gregor Mendel
de 1865. A partir de então, o esforço e a criatividade de muitos pesquisadores,
também associada ao desenvolvimento de metodologias científicas, permitiram
grandes avanços na compreensão de eventos pelos quais os genes expressam sua
informação. Dos ‘fatores’, unidades abstratas de Mendel, para a identificação do
DNA como base química de hereditariedade, foi grande a evolução dos
conhecimentos (BITNER-MATHÉ, 2007).
163
Atualmente, como uma das áreas da Biologia, a Genética tem se
desenvolvido bastante, trazendo muitas informações novas acerca dos genes e dos
mecanismos de herança. Temas como a transferência do DNA de um organismo
para outro (enzimas de restrição, vetores e clonagem molecular), a participação da
engenharia genética na produção de alimentos, herbicidas, produtos farmacêuticos,
hormônios, de vacinas e medicamentos; as técnicas moleculares utilizadas para a
detecção precoce de doenças genéticas; a importância dos testes de DNA para
determinação da paternidade; investigação criminal ou identificação de indivíduos e
a compreensão da natureza dos projetos genomas têm mobilizado pesquisadores e
sociedade em geral, pois implicam questões religiosas, políticas, legais e éticas.
Essa área tem sido a base para o incremento de outra área da biologia, a
Biotecnologia, que corresponde à utilização de seres vivos com o intuito de serem
obtidos produtos de interesse para o ser humano.
A Biotecnologia pode ser definida como “o conjunto de técnicas que permitem
a seleção e a modificação de organismos” (LOPES; ROSSO, 2007, p.496),
englobando técnicas de manipulação genética das células, área conhecida como
Engenharia Genética. Neste sentido, torna-se imprescindível a abordagem desses
temas atuais na aula de Biologia para a formação de indivíduos aptos a conviver
numa sociedade com perfil científico tecnológico dos dias atuais, em que questões
polêmicas surgem na vida cotidiana dos estudantes, como: optar por comer ou não
alimentos transgênicos, opinar sobre o uso de embriões humanos para fins
terapêuticos, discutir as questões éticas e morais envolvidas na clonagem, dentre
outros. Por isso, para que haja a construção de uma visão de mundo mais
articulada e menos fragmentada, contribuindo para que o indivíduo se veja como
participante de um mundo em constante transformação (BRASIL, 2002; 2006), a
essência do processo de aprendizagem significativa deve permitir que ideias
simbolicamente expressas sejam relacionadas de maneira não literal e não arbitrária
ao que o indivíduo já sabe, como diria David Paul Ausubel ainda em 1982.
Metodologia utilizada na análise do panorama do IV EREBIO/2007
A identificação preliminar foi quali-quantitativa e de natureza descritiva, pois
buscamos identificar a distribuição dos trabalhos segundo eixos temáticos e
categorias, processo que demanda atenção, mas não registra complexidade. Em
164
seguida, foram selecionados 21 (vinte e um) que se referem à abordagem da
genética e/ou biotecnologia e que foram julgados os mais relevantes, objetivos e
originais para aqui constarem e serem analisados. Na sequência, a análise se dirigiu
à distribuição dos trabalhos no IV EREBIO/2007 apenas por eixos temáticos, em que
os textos completos foram lidos e tiveram seu conteúdo analisado conforme o
estabelecido por Bardin (2004).
Para a autora, a análise documental é uma operação ou um conjunto de
operações que visa representar o conteúdo de um documento sob uma forma
diferente da original, com o propósito de armazenar dados sob uma forma variável e
facilitar a compreensão de tal forma que o observador obtenha o máximo de
informação (aspecto quantitativo) com o máximo de pertinência (aspecto qualitativo).
Em suas palavras, a análise de conteúdo é “uma técnica de investigação que,
através de uma descrição objetiva, sistemática e quantitativa do conteúdo manifesto
das comunicações, tem por finalidade a interpretação dessas mesmas
comunicações”, assentando-se implicitamente na crença de que a categorização
não conduz a desvios no material (BARDIN, 2004, p.31).
No conjunto analisado, sobressaem experiências pedagógicas direcionadas a
turmas do Ensino Médio, algumas com turmas de Educação de Jovens e Adultos
(EJA) e restritas pesquisas acadêmicas. Dada a complexidade da Genética e da
Biotecnologia (temas multidisciplinares), pode ser compreendida a dificuldade de
alteração de técnicas tradicionais de ensino para pesquisas de ensino e
aprendizagem nesses focos.
A seleção qualitativa se baseou em somente três dos oito critérios de análise
de Jeremy Kilpatrick (1996) (relevância, validade, objetividade, originalidade,
rigor/precisão, prognóstico, reprodutibilidade e relacionamento) por restrições
metodológicas de espaço: relevância, objetividade e originalidade. O de relevância,
para Kilpatrick, é o primeiro e possivelmente o mais importante dos oito critérios de
qualidade em textos científicos. Na realidade, “uma interpretação apropriada de um
critério notaria que a relevância de um estudo isolado é excessivamente difícil de
avaliar. O critério funciona melhor quando aplicado [...] à pesquisa que está num
corpus de estudos semelhantes” (KILPATRICK, 1996, p.104). Foi exatamente este
um dos intuitos deste estudo, principalmente porque esse critério auxilia “a refletir
sobre e expressar o que nós sabemos” (KILPATRICK, 1996, p.104). Como se verá
adiante neste artigo, em um estado da arte analisado, a objetividade é difícil de ser
165
alcançada, pois os autores encontraram 16 trabalhos (em eventos científicos de
Biologia entre 2001-2006) que registraram vários enfoques e nenhuma ênfase.
“Ainda que a objetividade absoluta seja, em última análise, inatingível, pode-se ainda
ver isto como um ideal que se deseja atingir”. Quanto à originalidade, pode-se dizer
que ela surge de uma reprodução com alterações significativas, porque “quaisquer
que sejam suas fontes, os estudos originais têm um elemento de surpresa que nos
equipa e nos faz ver o ensino e a aprendizagem [...] sob um novo prisma”
(KILPATRICK, 1996, p.105).
Resultados quantitativos
Os eixos temáticos dos 105 (cento e cinco) trabalhos (TAB.1) encontram-se
assim distribuídos: Formação de Professores de Ciências e Biologia (20);
Desenvolvimento de Estratégias didáticas para o Ensino de Biologia (40); Educação
Não Formal (14); Relação entre educação, ciências e culturas (6); Processo de
Ensino e aprendizagem de Ciências e Biologia (23 trabalhos); e História e filosofia
da ciência (2).
TABELA 1 – Distribuição dos trabalhos apresentados no IV EREBIO/2007, Rio de Janeiro, RJ, por Eixos Temáticos e Categorias, exceto Painéis Temáticos,
Minicursos e Oficinas
EIXO TEMÁTICO TOTAL CATEGORIA
Relato de experiência
Prod. material didático
Pesquisa Acadêmica
Formação de professores de Ciências e Biologia 20 16 2 2
Desenvolvimento de estratégias didáticas para o ensino de Biologia 40 23 18 5
Educação Não Formal 14 3 1 6 Relação entre educação, ciências e culturas 6 0 0 6
Processo de ensino e aprendizagem em ensino de Ciências e Biologia 23 12 1 8
História e filosofia da ciência 2 0 0 2 TOTAL 105 54 22 29
Percebe-se pela TABELA 1 estar havendo grande interesse no eixo
‘desenvolvimento de estratégias didáticas para o ensino de Biologia’ nas categorias
‘relatos de experiência’ e ‘produção de material didático’, mas as pesquisas
acadêmicas ainda registram números restritos nos eixos aos quais se referem.
166
Quanto à ‘formação de professores’, os relatos de experiências foram
representativos, mas, da mesma forma, as pesquisas acadêmicas foram poucas. No
‘processo de ensino e aprendizagem em ensino de Ciências e Biologia’, houve
equilíbrio relativo, pois os relatos de experiência totalizaram 12 e as pesquisas 8
trabalhos.
Buscamos identificar a tendência de manifestações maiores de interesses dos
participantes do encontro, encontrando nos Eixos temáticos a seguinte distribuição
de categorias (TAB.2):
TABELA 2 – Distribuição dos trabalhos apresentados no IV EREBIO/2007, Rio de Janeiro, RJ, por Eixos Temáticos e Categorias
Relato de experiência Produção de material didático Pesquisa Acadêmica 16 2 2 23 18 5 3 1 6
0 0 6
12 1 8 0 0 2
54 22 29 Apenas quanto à divisão por eixos temáticos, foi privilegiado o
‘desenvolvimento de estratégias didáticas para o ensino de Biologia’ (38%), seguido
pelo ‘processo de ensino e aprendizagem em ensino de ciências e Biologia’ (22%) e
o de ‘formação de professores (19%).
Também pela técnica de identificação quali-quantitativa, apresentada pelo
programa Excel® Windows, a distribuição dos trabalhos por eixos temáticos se deu
da seguinte maneira: nos Relatos de Experiência, houve maioria de trabalhos que
visualizaram o eixo ‘desenvolvimento de estratégias didáticas para o ensino de
Biologia’, com 43%. Isso pode demonstrar estar havendo mobilização de
pesquisadores para alterar técnicas tradicionais de ensino e aprendizagem por
estratégias mais inovadoras que permitam maior participação motivada dos alunos,
perseguindo a teoria de Ausubel para uma aprendizagem significativa. Em seguida,
‘formação de professores de Ciências e Biologia’ com 30%; ‘processo de ensino e
aprendizagem em ensino de Ciências e Biologia com 22%; e‘educação não formal’
com 5%. Para ‘História e filosofia da ciência’ e ‘Relação entre educação, ciências e
cultura’, não houve Relatos de Experiência.
167
No recorte para ‘Produção de Materiais Didáticos’, os trabalhos que focaram o
‘desenvolvimento de estratégias’ alcançaram o percentual de 82%, seguidos pela
‘formação de professores’ com 9%; ‘processo de ensino e aprendizagem’ com 5%; e
‘educação não formal’ com 4%. Da mesma forma que nos Relatos de Experiência,
para ‘História e filosofia da ciência’ e ‘Relação entre educação, ciências e cultura’,
não houve qualquer produção (0%).
Na distribuição das ‘pesquisas acadêmicas’, constata-se que a preocupação
da comunidade acadêmica está relacionada ao processo de ensino e aprendizagem
(27%) seguido de perto e igualmente pela ‘educação não formal’ (21%) e a ‘relação
entre educação, ciências e cultura’ (21%). O ‘desenvolvimento de estratégias
didáticas para o ensino de biologia’ contou com 17% do interesse e a ‘história e
filosofia da ciência’ com 7%.
Análise qualitativa – Relevância, objetividade, originalidade e conteúdo.
Em que pese a identificação da distribuição de eixos temáticos e categorias,
entende-se que a real contribuição para a comunidade científica por parte dos
professores de Biologia é a tendência dos trabalhos e seus conteúdos, e isso está
demonstrado na TABELA3. A seleção abaixo foi realizada por três critérios
(relevância, objetividade e originalidade). Foram considerados relevantes, objetivos
e originais os seguintes trabalhos (TAB.3):
TABELA 3 – Recorte Genética / Biotecnologia - Distribuição dos trabalhos
apresentados no IV EREBIO/2007, Rio de Janeiro, RJ
EIXOS TEMÁTICOS
CATEGORIAS
Relato de experiência
Produção de material
didático
Pesquisa Acadêmica
TOTAL
Formação de professores de Ciências e Biologia
RE48, RE57, RE92, RE97
-- 4
Desenvolvimento de estratégias didáticas para o ensino de Biologia
RE18, RE38, RE39, RE71, RE95, RE100
PMD34, PMD86 PA31 10
Educação Não Formal -- -- 6 -- Relação entre educação, ciências e culturas -- -- PA7, PA90 2
Processo de ensino e aprendizagem em ensino de Ciências e Biologia RE47, RE75 PMD64 PA56, PA77 5
História e filosofia da ciência -- -- -- 0 TOTAL 12 3 6 21 Legenda: Trabalhos em negrito com análise de conteúdo segundo os critérios de Jeremy Kilpatrick.
168
Os trabalhos negritados, em número de cinco, foram submetidos à análise de
conteúdo, cujo resultado é demonstrado a seguir.
RE48 – Elaboração, execução e avaliação de uma atividade didática sobre genética por licenciados em Ciências Biológicas da UFRJ
Em um relato de experiência docente, pesquisadores trabalharam com alunos
de uma turma de Educação de Jovens e Adultos (EJA) de comunidades carentes e
na faixa etária entre 20 e 50 anos de idade com atividades em grupos de 5 pessoas
para o ensino e aprendizagem em Genética. Pode ser percebido que um conteúdo
relativamente abstrato pode ser desenvolvido com o uso de materiais simples e de
forma participativa, gerando motivação para o aprendizado de forma significativa,
principalmente no caso desses jovens e adultos especiais, aos quais não foi
permitida uma base sólida de ensino quando de sua infância e adolescência devido
à necessidade de auxiliar no sustento de suas famílias.
RE18 – Biotecnologias: trabalhando projetos com inovação nos processos didáticos do ensino médio
Em um relato de experiência docente, dois pesquisadores informaram sobre o
ramo da Biologia que estuda o mecanismo da transmissão dos caracteres de uma
espécie, transmitidos de uma geração a outra, ou seja, a ciência da hereditariedade,
entendida como o fenômeno que explica as semelhanças observadas entre pais e
filhos ou entre indivíduos de uma mesma linhagem. A idéia de seu projeto em um
Colégio Estadual do Rio de Janeiro foi propiciar aos alunos do terceiro ano do
Ensino Médio o desenvolvimento de pesquisas para a elaboração de Projetos sobre
Biotecnologia criados pelos próprios grupos e com temas diferentes sobre os
trabalhos recentes que giram em torno da Genética. Nessa perspectiva, os alunos
puderam levar às discussões em sala de aula várias questões, não apenas o papel
da ciência na sociedade, mas também como eles próprios se colocavam nos
processos sociais dos quais participam ativa e não socialmente.
169
RE71 – O trabalho de campo no ensino de Genética sob a perspectiva da contextualização do saber
Em seu relato de experiência docente, foi observado que as dificuldades dos
alunos com a linguagem da Genética são, em particular, atribuídas ao fato de esta
ser uma área caracterizada por vasto e complexo vocabulário, gerando eventual
incapacidade em compreender e diferenciar os conceitos envolvidos, como é o caso
dos termos alelos, genes e cromossomos. Além disso, a atividade extraclassse foi
realizada com alunos do curso noturno da 3ª série do ensino médio, todos oriundos
da Educação de Jovens e Adultos (EJA), de idade avançada e com limitações
físicas. O tema colocado pelos autores foi ‘Construção de Heredogramas
Familiares’. Ao final das atividades, foi possível provocar nos alunos curiosidade
inata sobre suas origens, despertando interesse e envolvimento na atividade e na
tarefa de entender a hereditariedade dentro de seu contexto familiar, desenvolvendo,
ainda, o espírito científico da investigação e do autoconhecimento.
PMD34 – Desenvolvimento e uso do software ‘HERDAFD’ numa aula de Genética como atividade integrante da prática de ensino
Junto a alunos da 7ª série do Ensino Fundamental, dois professores
buscaram desenvolver estratégias didáticas para o ensino da Genética fazendo uso
de recursos de informática (equipamentos e programas), introduzindo os conceitos
mendelianos de uma forma lúdica. Os autores entendem que a relevância no
entendimento dos conteúdos de Genética para a compreensão das técnicas e
biotecnologia já faz parte do cotidiano dos alunos, sendo crescentemente valorizada
pela mídia e pelos próprios Parâmetros Curriculares Nacionais. Assim, o processo
da descoberta pelo aluno dos conceitos básicos da Genética pode ser realizado com
a utilização da informática como mediadora no processo de aprendizagem. Contudo,
isso implica em novos desafios, pois, ao contrário dos materiais educativos
tradicionais, a relação com a informação é mais abstrata, em sequências lineares ou
não.
170
PA31 – Corpo humano como tema de investigação dos trabalhos prático-pedagógicos apresentados nos principais encontros da área de ensino de Ciências e Biologia de 2001 a 2006
Este trabalho constitui um ‘estado da arte’ e está classificado como eixo
temático no ‘desenvolvimento de estratégias didáticas para o ensino de Biologia’, o
que representa, efetivamente, grande contribuição para o tema deste estudo. As
autoras objetivaram selecionar, listar e catalogar os principais trabalhos prático-
pedagógicos apresentados em encontros da área de ensino de Ciências e Biologia
que tratavam da temática ‘corpo humano’ no período 2001-2006. Perceberam que
as estratégias mais usadas foram discussões e debates, seguidos por construção de
modelos e jogos didáticos; vídeos/filmes, computador para busca e leitura de textos
em sites diversos; experiências em laboratório e o uso de modelos. Os enfoques
identificados nos trabalhos prático-pedagógicos foram em ordem de importância:
sistêmico; ligado à saúde; químico/estrutural; histórico; evolutivo (apenas 1 trabalho)
e não identificado (16 trabalhos registraram vários enfoques e nenhuma ênfase). A
última conclusão de Friedrich et al. (2007) se refere à necessidade de motivar a
comunidade acadêmica quanto ao interesse de associar trabalhos práticos que
apresentem interligação dos temas ‘célula’ e ‘corpo humano’, já que dos 76
trabalhos analisados, 12% se referiram ao corpo humano e 10% ao tema ‘células’,
seguidos pela ‘botânica’ (9%)
Minicursos e Oficinas
Além dos trabalhos apresentados e citados acima, houve na IV EREBIO/2007
a realização de 11 Minicursos e 14 Oficinas. Dentre eles, destacaram-se 4 Oficinas e
1 (um Minicurso com o foco específico em Genética / Biotecnologia, apresentados
no QUADRO 1 e detalhados a seguir.
QUADRO 1 – Minicursos e Oficinas apresentados no IV EREBIO/2007, Rio de Janeiro, RJ – Recorte em Genética / Biotecnologia
Tipo Código Instituição Tema
Oficina OF-1 FIOCRUZ Visualizando o DNA: a molécula da vida; uma introdução à biologia molecular para o ensino médio
OF-6 IB-UFRJ Ensino de evolução: uma perspectiva genética
171
OF-7 CEFET Células-tronco e diferenciação celular: a base do desenvolvimento e manutenção dos organismos
OF-12 UFES FAESA
Produção de material didático sobre temas de biologia celular
Minicurso MC-2 CEAT UFF
A interrelação possível entre biologia celular e biologia do desenvolvimento em nossas aulas
OF-1 – Visualizando o DNA: a molécula da vida; uma introdução à biologia molecular para o ensino médio
Os objetivos da Oficina-1 foram discutir e demonstrar como os professores de
ciências podem introduzir seus alunos nos domínios da ciência fazendo uso de
materiais caseiros e métodos simples, aproximando-os da molécula base de toda a
vida, o DNA. Na Oficina 1, o DNA foi extraído de morangos.
OF-6 – Ensino de evolução: uma perspectiva genética
Nesta oficina, o professor assinala ser quase impossível o ensino de evolução
por uma perspectiva genética tendo em vista a extensão do conteúdo de Biologia
tratado no ensino médio. Assim, sugeriu que essa abordagem pudesse ser feita
através do desdobramento de conceitos necessariamente estudados, como
homologia e herança mendeliana. O coordenador da Oficina-6 entende que como a
análise da história evolutiva usa a morfologia, a análise molecular também leva em
consideração alguns caracteres derivados compartilhados entre as espécies, só que
estes se encontram na sequência linear de nucleotídeos das moléculas de DNA.
OF-7 – Células-tronco e diferenciação celular: a base do desenvolvimento e manutenção dos organismos
A Oficina-7 objetivou apresentar os conteúdos relacionados às células-tronco
e à diferenciação celular, abordar os tópicos fundamentais para discussões junto aos
alunos e desenvolver estratégias práticas e cotidianas que conduzissem à
compreensão do processo de diferenciação celular.
OF-12 – Produção de material didático sobre temas de biologia celular
172
A proposta da Oficina-12 foi estimular os alunos com atividades práticas ao
ensino de ciências nos anos iniciais do Ensino Fundamental. Mesmo sendo de
interesse da autora deste artigo as abordagens específicas para o Ensino Médio, a
Oficina-12 foi considerada relevante, objetiva e original devido à preocupação da
fundamentação da ciência no período anterior. Os autores se baseiam em Myriam
Krasilchik (2004) e comentam que o processo de ensino de Ciência e Biologia deve
estar adaptado à maneira como o raciocínio se desenvolve.
Minicurso-2 – Fecundação: a interrelação possível entre biologia celular e biologia do desenvolvimento em nossas aulas
O minicurso debateu a questão da biologia celular abordada nos livros
didáticos do ensino médio e de nível superior, utilizando a noção de um método ideal
de célula que não se próxima da diversidade morfofuncional do corpo dos animais.
Além disso, as ilustrações das obras didáticas pouco dialogam com o texto e
distanciam o aluno de um maior interesse com a temática. Por consequência, a
dinâmica do funcionamento celular na manutenção da homeostase animal é pouco
percebida pelo aluno, já que a célula estudada não é constituinte de seu corpo
(humano), e é assimilada como se a realidade fosse outra. A proposta do professor
foi fazer a interrelação entre a biologia celular e a biologia do desenvolvimento
utilizando o tema ‘fertilização’ como assunto integrador, ou seja, a demonstração do
momento de encontro dos gametas auxiliados por ilustrações e sem uso de
microscópios.
Painéis Temáticos
Mesmo não constando do conjunto de 105 trabalhos, três Painéis Temáticos
despertaram nossa atenção e estão incluídos em nova modalidade do IV EREBIO,
denominada ‘Desafios na Escola Básica’ (QUADRO 2).
QUADRO 2 – Painéis Temáticos apresentados no IV EREBIO/2007, Rio de Janeiro, RJ – Desafios na Escola Básica RJ – Recorte em Genética
DESAFIOS NA ESCOLA BÁSICA Instituição Tema
Desafios do ensino Depto. Genética, Menos pode ser mais: é preciso repensar o que
173
de genética Instituto de Biologia, UFRJ
ensinar?
Desafios do ensino de botânica
CEFET/RJ Ensino de genética na escola básica: uma experiência com história da ciência
CEFET-Química/RJ Os desafios do ensino de genética na ‘ciência escolar’: o que apontam as pesquisas na área de ensino de Biologia
Menos pode ser mais: é preciso repensar o que ensinar?
No Painel Temático desenvolvido, a autora constata que a maioria das
dificuldades está relacionada à forma fragmentada como a Genética tem sido
apresentada aos alunos, que não associam, por exemplo, os símbolos ‘A’ e ‘a’
usados para identificar alelos, definir genótipos e fenótipos na Genética Clássica
com processos da Genética Molecular; desconhecem ou não refletem sobre o fato
de que cromátides-irmãs não possuem a mesma sequência de nucleotídeos porque
resultam da replicação do DNA. Assim, muitas respostas corretas podem ser
formuladas pelos alunos, mas sem nenhuma consistência, registrando meras
repetições de conteúdos memorizados. A razão da escolha do tema ‘menos pode
ser mais’ se baseia em estudos desenvolvidos por Griffiths e Mayer-Smith (2000) na
Universidade British Columbia, Canadá, denominados ‘lessis more’. Lá, também,
existe o debate do que deve ser priorizado: o volume da informação ou a
compreensão conceitual da disciplina básica. A autora sugere que temas genéticos
apresentados pela mídia devam ser fatores motivadores do mundo real para a
explanação científica.
Ensino de genética na escola básica: uma experiência com história da ciência
Neste painel, registra-se uma proposta em que a história da ciência possa
atuar como fonte propulsora de significados, buscando tornar as aulas mais
dinâmicas e atrativas, por meio da técnica de ‘contação de história’. Isso se deve à
sua percepção de ser comum se encontrar em livros didáticos a história da ciência
de forma anedótica ou de maneira romântica, em que grandes feitos científicos
foram concebidos de forma milagrosa ou corajosa e os grandes cientistas em heróis.
O autor acredita que o tratamento didático de conteúdos com caráter mítico parece
neutralizar uma forma bastante alienante de produção de conhecimentos. De forma
completar, observa que embora a experiência didática apresentada tenha ocorrido
174
no âmbito de uma sala de aula específica, ela possibilita o exame de algumas
questões e o desejo de outros professores e estudantes a buscar formas próprias de
vivenciá-la.
Os desafios do ensino de genética na ‘ciência escolar’: o que apontam as pesquisas na área de ensino de Biologia
Na percepção deste professor, é na esfera da produção de conhecimentos,
partindo da necessária rede de diferentes saberes e práticas, aliadas à esfera da
formação permanente de professores que as abordagens abaixo citadas possuem
chance de serem revistas. A autora considera os seguintes os principais problemas
para o ensino e aprendizagem da genética, material hereditário e temas afins: (1)
problemas nos conceitos básicos de localização dos elementos envolvidos com a
herança/material genético (ampla confusão sobre a natureza da informação genética
e sobre o mecanismo de transferência da informação de uma célula para outra e
entre as gerações); (2) o excesso de terminologia na ‘genética escolar’, o que
promove dificuldade de memorização; (3) dificuldades na resolução de problemas, e
isso parece independer do domínio dos conteúdos; (4) barreiras no entendimento
molecular e insuficiente problematização da concepção atualmente predominante de
gene (recentes avanços apontam para dificuldade de manter o conceito molecular
clássico, em que um gene é entendido como um segmento de DNA que codifica um
produto funcional (polipeptídeo ou RNA); (5) a presença insuficiente e inadequada
de tópicos da ‘nova biologia’ (biologia celular e molecular) atualmente abordados
pela mídia e de conhecimento dos alunos envolvendo material genético: clonagem,
transgênicos, projetos genomas, terapia gênica, testes de DNA e de diagnósticos,
dentre outros. Existe carência de material didático, pequena carga horária escolar e
preparo insuficiente dos professores; e (6) restrita problematização no que se refere
à abordagem que interrelaciona Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS),
principalmente nas reflexões de ordem ética e política.
Considerações finais
Neste trabalho, além de fornecer o panorama geral dos trabalhos
apresentados no IV EREBIO/2007, houve interesse em selecionar aqueles que
175
visaram tratar da biologia com ênfase em genética e na biotecnologia e resumir suas
principais características porque foram julgadas relevantes, objetivas e originais.
Percebeu-se que a maioria dos trabalhos procurou a contextualização como recurso
para tornar a aprendizagem significativa ao associá-la com experiências da vida
cotidiana ou com os conhecimentos adquiridos espontaneamente, conforme
estabelecido por David Ausubel e pelos Parâmetros Curriculares Nacionais, sendo
que nestes também se afirma que contextualizar não significa banalizar o
conhecimento a ponto de perder o essencial da aprendizagem escolar.
Na análise de conteúdo, não foram utilizados os resumos, mas os textos
completos, o que propiciou maiores possibilidades de análise. As quatro oficinas, o
minicurso e os três painéis puderam demonstrar, mais de perto, a relevância, a
objetividade e a originalidade nas técnicas de ensino e no desenvolvimento de novos
olhares para um significativo processo de ensino e aprendizagem. Os cinco
trabalhos mais relevantes, objetivos e originais (dentre 21) com o recorte de
genética/biotecnologia (sobre os quais foram apresentadas as idéias principais)
também puderam registrar as reflexões e resultados sobre as novas buscas do
ensino de uma ‘genética escolar’ mais associada às mentes dos jovens deste mundo
pleno de novos desenvolvimentos da ciência.
Eventos como o EREBIO trazem valiosas contribuições reunidas em suas
coletâneas e apresentam as perspectivas no campo da ciência da Biologia, fator
entendido como fundamental para a consolidação da intensidade e extensão
necessárias ao desenvolvimento da área de ensino da Biologia e das pesquisas
educacionais.
A produção do conhecimento científico tem aumentado significativamente e a
área de pesquisa em Educação e Ensino de Ciências e Biologia tem se consolidado
no Brasil, haja vista a seriedade com que os trabalhos do IV EREBIO2007 foram
apresentados, bem como seu volume. Neste artigo, pôde-se perceber, também, que
as dificuldades e desafios no processo de ensino e aprendizagem da área não se
restringem ao nosso país e, assim sendo, espera-se que muitos outros encontros
sejam realizados, especificamente no foco ‘da biologia à biotecnologia’.
REFERÊNCIAS
176
1. AUSUBEL, David Paul. A aprendizagem significativa:a teoria de David Ausubel. São Paulo: Moraes, 1982. 2. BARDIN, Laurence. Análise de conteúdo. 3 ed. Lisboa: Edições 70, 2004. 3. BORGES, Regina Maria Rabello; LIMA, Valderez Marina do Rosário. Tendências contemporâneas do ensino de Biologia no Brasil. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, v.6, n. 1, p.165-175, 2007. 4. BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Média e Tecnológica (Semtec). PCN + Ensino médio:orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/Semtec, 2002. 5. BRASIL. PCNEM. Parâmetros Curriculares para o Ensino Médio. Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: Ministério da Educação, Secretaria de Educação Básica, 2006. 135p. (Orientações curriculares para o ensino médio; volume 2). 6. Encontro Regional de Ensino de Biologia. Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (Coord.). Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ. 2007. CDROM. 7. GOLDBACH, Tânia; MACEDO, Aretusa Goulart Andrade. Olhares e tendências na produção acadêmica nacional envolvendo o ensino de Genética e de temáticas afins: contribuições para uma nova ‘genética escolar’. Rio de Janeiro: CEFET-Química/RJ, 2007. 8. GRIFFITHS, A. J. F.; MAYER-SMITH, J. Understanding Genetics: strategics for teachers and learners in Universities and High Schools. New York: Freeman and Company, 2000. 9. KILPATRICK, Jeremy. Fincando estacas: uma tentativa de demarcar a educação matemática como campo profissional e científico. Zetetiké, Campinas, SP, v.4, n.5, p.99-120, jan.-jun. 1996. 10. KRASILCHIK, Myriam. Prática de Ensino de Biologia. 4 ed. São Paulo: EDUSP, 2004. 11. LOPES, Sonia; ROSSO, Sérgio. Biologia: volume único. 6ª tiragem. São Paulo: Saraiva, 2007. 12. SILVA JÚNIOR, César; SASSON, Sezar. Biologia volume 3, 3ª série: genética, evolução e ecologia. 7 ed. 6ª tiragem. São Paulo: Saraiva, 2007. TRABALHOS ANALISADOS 1. BARRETO, Flávio Chame; NASCIMENTO, Tatiana Galieta. Desenvolvimento e
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2. BATITUCCI, Maria do Carmo Pimentel; RAMOS, Rosanne. Produção de material didático sobre temas de biologia celular. In: Encontro Regional de Ensino de Biologia. Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (coord.). CDROM, Produção de Material Didático, Oficina-12, Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ, 2007.
3. BITNER-MATHÉ, Blanche Christine. Painel Temático. Menos pode ser mais: é preciso repensar o que ensinar? In: Encontro Regional de Ensino de Biologia.
177
Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (coord.). CDROM, Desafios na Escola básica, Ensino de Genética. Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ, 2007. 5p.
4. FARIA, Marília da Silva; AZEVEDO, Fernanda Correia; SANTOS, Allan Paulo Moreira dos; NASCIMENTO, Tatiana Galieta. Elaboração, execução e avaliação de uma atividade didática sobre genética por licenciados em Ciências Biológicas da UFRJ. In: Encontro Regional de Ensino de Biologia. Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (coord.). CDROM, Relato de Experiência RE18, Desenvolvimento de Estratégias para o ensino de Biologia. Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ, 2007, 7p.
5. FRIEDRICH, Margarete P.; GOLDBACH, Tânica; MACEDO, Aretusa, et al. Corpo humano como tema de investigação dos trabalhos prático-pedagógicos apresentados nos principais encontros da área de ensino de Ciências e Biologia de 2001 a 2006. In: Encontro Regional de Ensino de Biologia. Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (coord.). CDROM, Pesquisa Acadêmica 31, Desenvolvimento de Estratégias para o ensino de Biologia. Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ, 2007, 17p.
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10. SCHRAGO, Carlos g. Ensino de evolução: uma perspectiva genética. In: Encontro Regional de Ensino de Biologia. Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (coord.). CDROM, Produção de Material Didático, Oficina-6, Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ, 2007.
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12. VILARDO, Mônica de Castro Bitto. Células-tronco e diferenciação celular: a base do desenvolvimento e manutenção dos organismos. In: Encontro Regional de
178
Ensino de Biologia. Coletânea. Associação Brasileira de Ensino de Biologia (Regional 02 RJ/ES) (coord.). CDROM, Produção de Material Didático, Oficina-7, Rio de Janeiro, RJ: SBEnBio/UFRRJ, 2007.
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ANEXO F – Ciclo de estudos