ISBN 978-85-8015-053-7
Cadernos PDE
VOLUME I I
Versão Online
2009
O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOS
DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE
Produção Didático-Pedagógica
Secretaria de Estado da Educação
Superintendência da Educação
Diretoria de Políticas e Programas Educacionais
Programa de Desenvolvimento Educacional
PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA
UNIDADE DIDÁTICA
PDE/2009/2010
Jorge Vilmar de Souza
Cascavel – PR
2010
Jorge Vilmar de Souza
ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO ENSINO DE BIOLOGIA E A
APRENDIZAGEM DE CONCEITOS CIENTÍFICOS
Professora Orientadora: Ms Daniela Frigo Ferraz
Cascavel - PR
2010
Secretaria de Estado da Educação
Superintendência da Educação
Diretoria de Políticas e Programas Educacionais
Programa de Desenvolvimento Educacional
UNIDADE DIDÁTICA – PDE 2009/2010
PROFESSOR PDE: Jorge Vilmar de Souza
NRE: Francisco Beltrão
MUNICÍPIO: Santa Izabel do Oeste
IES VINCULADA: UNIOESTE – Campus de Cascavel
ORIENTADORA: Professora Ms. Daniela Frigo Ferraz
DISCIPLINA: Biologia
FORMATO DA PRODUÇÃO: Unidade Didática
TÍTULO: Atividades experimentais no ensino de Biologia e a aprendizagem de
conceitos científicos.
CONTEÚDO ESTRUTURANTE: Organização dos seres vivos.
CONTEÚDO BÁSICO: Classificação dos seres vivos
ESCOLA DE IMPLEMENTAÇÃO: Colégio Estadual Guilherme de Almeida EM.
SÉRIE: 1º ano do Ensino Médio
NÚMERO DE AULAS PREVISTAS: 15 horas aula.
APRESENTAÇÃO E OBJETIVOS:
Considera-se de fundamental importância que o uso de atividades
experimentais esteja incorporado ao processo de ensino e de aprendizagem de
biologia. No entanto, embora se reconheça o valor desse tipo de atividades no
cotidiano da escola, as dificuldades para desenvolvê-las “encontram-se
enraizadas em elementos do contexto educacional, associadas tanto às
condições de funcionamento das escolas quanto aos processos formativos da
profissão docente” (Marandino et al., 2009).
Nesse sentido, considera-se pertinente utilizar uma situação de
formação continuada, no contexto
do Programa de Desenvolvimento
Educacional do Paraná, para propormos a discussão e a tentativa de
incorporação desse tipo de atividade no contexto escolar do pesquisador PDE.
Corrobora-se com Marandino et al. (2009), ao discutirem as diferenças e
aproximações entre as atividades experimentais produzidas no contexto
científico e no contexto educacional. Nesse último contexto as autoras afirmam
que, ao contrário da atividade experimental produzida no contexto científico, o
erro não constitui um problema para o experimento em si, senão para o
controle e o funcionamento da aula. Além disso, as atividades experimentais
produzidas
no
contexto
educacional
constituem-se
em
atividades
demonstrativas de determinadas pesquisas já realizadas cujos sujeitos e tempo
de invenção não são conhecidos.
Tendo em vista que o objetivo desse tipo de atividade no contexto
escolar é a aprendizagem, as autoras citadas anteriormente, ressaltam que o
foco deve ser proporcionar aos estudantes vivências culturais criativas por
meio das atividades experimentais que os ajudem a fazer relações com os
conhecimentos escolares em biologia.
Nessa direção, o objetivo desta Unidade Didática, no Programa de
Desenvolvimento Educacional – PDE é de ampliar a oportunidade de
desenvolver atividades experimentais no contexto do ensino de biologia, bem
como, contribuir para a aprendizagem de conteúdos de biologia e na formação
de sujeitos críticos e atuantes no meio social que estão inseridos através de
sugestões de atividades práticas a serem desenvolvidas, em sala de aula e no
laboratório, com seus respectivos encaminhamentos metodológicos.
Pretende-se com o desenvolvimento das atividades desta Unidade
Didática analisar o processo de ensino e de aprendizagem de alguns conceitos
científicos em Biologia a partir de atividades experimentais realizadas com
alunos do Ensino Médio, do Colégio Estadual Guilherme de Almeida localizado
no município de Santa Izabel do Oeste. Para tanto, a organização das
atividades foram planejadas de forma estratégica a fim de alcançar os objetivos
propostos.
Para
compreender
os
conceitos
aqui
propostos
manipulação de materiais, seres vivos, objetos e instrumentos.
sugere-se
a
ENCAMINHAMENTOS METODOLÓGICOS
Observações a serem consideradas pelos professores
Ao iniciar o trabalho em sala de aula faz-se necessário explicar a turma
a proposta sobre as atividades experimentais a serem realizadas e os
conceitos que aprenderão através das mesmas. Orientar os alunos sobre o uso
do laboratório e as experiências que desenvolverão, bem como a manipulação
dos objetos e utensílios do mesmos. Explicar a importância de manter o
laboratório
organizado,
a
disciplina
da
turma
e
a
cooperação
no
desenvolvimento das atividades.
Quando a escola não possuir laboratório é necessário organizar
atividades menos complexas que possam ser desenvolvidas em sala de aula
ou no pátio da escola, ou ainda, desenvolver um projeto para a criação do
mesmo.
O objetivo de estudo, desta unidade didática exige do docente o
esclarecimento e ou retomada de algumas definições pertinentes ao tema
proposto como:
a) Definição de seres vivos;
b) Definição de células;
c) Classificação de seres vivos
Depois de realizar os esclarecimentos necessários com a turma é
possível conhecer as noções que os alunos já trazem sobre o tema proposto.
Faz-se necessário socializar com os alunos algumas questões, como:
- O que são atividades experimentais e qual sua importância para o
ensino de biologia;
- O significado de conceitos científicos diferenciando-os dos conceitos de
senso comum;
- Explicar a fotossíntese como processo importante para a sobrevivência
dos seres vivos vegetais, do desenvolvimento das células e sua reprodução.
Para darmos inicio ao processo de discussão, iremos problematizar
algumas expressões e termos utilizados nas definições e conceituações das
ciências biológicas diferenciando-a de outras disciplinas. A idéia é esclarecer
para os alunos o significado da disciplina biologia e o objeto de estudo dessa
disciplina. Na sequência são sugeridos alguns roteiros de atividades
experimentais e ao final são propostos questionários para avaliar se houve um
entendimento por parte dos alunos dos conceitos desenvolvidos.
SITUAÇÃO PROBLEMATIZADORA INICIAL
Até agora, você estudou ciências, história, geografia, artes etc... Talvez
você até já tenha se perguntado: "a história é uma ciência?" ou "a ciência é
uma arte?". Mas você nunca teve dúvidas de que a biologia fosse uma ciência,
porque ela fazia parte deste grupo, junto com a química e a física. Até agora,
estas diferenças não tiveram muita importância. No ensino médio, as palavras
e a linguagem têm uma importância muito maior. Afinal de contas, as palavras
nos ensinam a pensar melhor. Muitas destas palavras são novas, mas muitas
já foram ensinadas antes. Um aluno pouco atento poderá passar este tempo
todo, três importantes anos de sua vida, e não perceber que existem muitos
significados dentro de uma mesma palavra. E que isto pode ser importante
para sua vida.
Biologia. O que esta palavra nos faz lembrar?
Bichos, plantas, homem-macaco, dinossauros, tubarões, recifes de
coral, meio ambiente, desequilíbrios ecológicos, corpo humano, palavras
difíceis, evolução... enfim, biologia é uma palavra que nos faz lembrar muitas
outras palavras. Mas é preciso que biologia nos lembre também outras coisas,
como: "O que está acontecendo com o meu planeta?" ou "Não estou sozinho
no mundo!" ou ainda "Eu cuido da qualidade da minha vida?" e "Qual é o meu
lugar na sociedade e na natureza?". Afinal, o conhecimento traz respostas,
mas também perguntas.
Algumas destas lembranças aprendemos na escola, outras com nossos
pais, amigos, ou mesmo por conta própria, pelo simples prazer de conhecer as
coisas da vida.
ROTEIROS DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS
ATIVIDADE EXPERIMENTAL 1: CÉLULA VEGETAL
QUESTÕES INICIAIS A SEREM DISCUTIDAS COM OS ALUNOS: Nesse
momento o objetivo é fazer um levantamento das concepções prévias dos
alunos quanto ao conhecimento que será trabalhado e desenvolver a atividade
experimental a partir das hipóteses levantadas nesse momento.
Por que mesmo vivendo sob
condições muito diferentes, todos os seres
vivos têm as mesmas necessidades básicas
(respirar, alimentar-se, excretar)?
Qual a diferença entre as células de bactérias e de fungos? E
entre a célula vegetal e animal?
Qual é a menor parte de um ser vivo que ainda é capaz de se
alimentar, respirar, reproduzir-se e excretar?
Existe algum organismo vivo que não seja composto por
células?
O formato da célula está relacionado com a sua função?
MATERIAL
- Lâminas
- Lamínulas
- Corante azul de metileno
- Conta-gotas
- Palito de sorvete
- Pinça
- Tampa plástica para colocar os cortes
- Potinho para água
- Cebola
- Papel absorvente
PROCEDIMENTO
Práticas a fresco
1. Observação de células de cebola
- Retirar a “película” da cebola (camada de células) e colocar na tampa
plástica contendo água.
- Com uma pinça, transferir a película da cebola para a lâmina.
- Colocar uma gota de azul de metileno, cobrir com uma lamínula,
retirar o excesso com o papel absorvente e levar ao microscópio para
observação.
- Desenhar o observado.
2. Observação de células da mucosa bucal humana.
- Repassar internamente a bochecha com o palito de sorvete e retirar
algumas células da mucosa bucal.
- Transferir o material para a lâmina.
- Pingar um gota de azul de metileno, cobrir com a lamínula e retirar o
excesso com papel absorvente.
- Levar ao microscópio e observar.
- Desenhar o observado.
3. Observação de lâminas permanentes.
–
Desenhar as células observadas e identificá.-las
QUESTÕES PARA PESQUISA: Nesse momento o objetivo é retomar as
questões propostas inicialmente para sistematizá-las de acordo com o
conhecimento científico que foi trabalhado no decorrer da atividade.
1. Qual a diferença entre as células de bactérias e de fungo? E
entre a célula vegetal e animal?
2. Qual é a menor parte de um ser vivo que ainda é capaz de
se alimentar, respirar, reproduzir-se e excretar?
3. Existe algum organismo vivo que não seja composto por
células?
4. O formato da célula está relacionado com a sua função?
ATIVIDADE EXPERIMENTAL 2: FOTOSSÍNTESE
QUESTÕES INICIAIS A SEREM DISCUTIDAS COM OS ALUNOS: Nesse
momento o objetivo é fazer um levantamento das concepções prévias dos
alunos quanto ao conhecimento que será trabalhado e desenvolver a atividade
experimental a partir das hipóteses levantadas nesse momento.
O que aconteceria se você acordasse e não
houvesse mais sol?
Qual o efeito mais imediato?
Seria possível ter vida na terra?
Fotossíntese: é o processo pelo qual as plantas
produzem seu próprio alimento. Como se dá o
processo da fotossíntese e quais os fatores que a
influenciam?
MATERIAL
- 1 béquer plástico de 150 ml;
- 1 funil;
- 1 tubo de ensaio;
- Elodea SP;
- Solução de Bicabornato de Sódio (NaHCO3);
- Caneta Pilot;
- Água;
- Suportes com filtros (amarelo, vermelho, verde, azul e preto);
- Suportes com lâmpadas.
PROCEDIMENTOS
- Os grupos deverão montar o experimento com solução de
bicabornato que será preparada pelo professor; identificar no béquer utilizando
a caneta pilot;
- Os grupos montarão o experimento com água pura; identificar no
béquer utilizando a caneta pilot;
- Os experimentos ficarão expostos à radiação com diferentes
comprimentos de onda; para isto serão utilizados os filtros vermelho, amarelo,
azul e verde; e um experimento será submetido ao espectro total da lâmpada
(luz branca), que servirá como controle;
- Serão montados mais experimentos (água pura e solução de
bicarbornato) que ficarão dentro do suporte com um filtro preto;
- Em cada filtro colorido também ficará um experimento montado com
solução de bicarbonato e um experimento montado com solução de
bicarbonato e um experimento com água pura.
MONTANDO O EXPERIMENTO
- Coloque um ramo de elodea SP dentro do béquer e cubra com o funil
emborcado (de cabeça para baixo), tomando o cuidado para não deixar
nenhuma folha para fora;
- Preencha o béquer de modo a cobrir também a haste do funil sem
formar bolhas, com solução de bicabornato ou água, dependendo do
tratamento que o grupo irá utilizar;
- Preencha o tubo de ensaio até a boca com a mesma solução ou água
que foi colocada no béquer;
- Tampe a boca do tubo de ensaio com o dedo indicador, coloque-o
dentro do béquer e encaixe-o à haste do funil, tomando o cuidado para não
formar bolhas dentro do tubo;
- Coloque o experimento dentro do suporte com o filtro que o seu grupo
irá utilizar, para que não sofra interferência da luz natural;
- Aguarde aproximadamente 30 minutos e observe;
- Descreva o que acontecerá nos diferentes tratamentos.
Suporte para lâmpada
Suporte de ferro
Água
Solução de
bicarbonato
Filtro colorido
Elodea sp
QUESTÕES PARA PESQUISA: Nesse momento o objetivo é retomar as
questões propostas inicialmente para sistematizá-las de acordo com o
conhecimento científico que foi trabalhado no decorrer da atividade.
Fotossíntese: é o processo pelo qual as plantas
produzem seu próprio alimento. Como se dá o
processo da fotossíntese e quais os fatores que a
influenciam?
Os processos de fotossíntese e respiração
ocorrem ao mesmo tempo? Descreva-os
SUGESTÕES DE
TRABALHADO
SITES
PARA
COMPLEMENTAR
O
http://www.pontociencia.org.br/experimentosinterna.php?
experimento=16&SEM+CLOROFILA+NADA+DE+FOTOSSINT
ESE
http://www.youtube.com/watch?v=2E3Vvehlddo
CONTEÚDO
ATIVIDADE EXPERIMENTAL 3: O DNA
SITUAÇÃO INICIAL A SER DISCUTIDA COM OS ALUNOS: Nesse momento
o objetivo é fazer um levantamento das concepções prévias dos alunos quanto
ao conhecimento que será trabalhado e desenvolver a atividade experimental a
partir das hipóteses levantadas nesse momento.
É provável que você tenha visto na mídia que, hoje em dia, é muito fácil
fazer um teste de paternidade e obter resultados confiáveis, ou que o mapeamento
e seqüenciamento do genoma humano podem “abrir portas” para a cura de muitas
doenças. Para ter acesso a todas as informações contidas no DNA, o primeiro
procedimento a ser realizado é seu isolamento. A técnica de isolamento foi
desenvolvida há mais de 50 anos e foi a partir dela que os cientistas conseguiram
desvendar a estrutura da molécula de DNA em 1953. Mas onde o DNA está
presente e como podemos isolá-lo?
MATERIAL
- 1/4 de cebola grande
- 01 faca de cozinha;
- 01 potinho graduado;
- 01 coador de chá;
- 01 pilão plástico;
- 02 tubos de 50 ml com tampa;
- 01 colher de chá;
- 01 potinho dosador;
- 01 pote plástico grande para manter o álcool gelado;
- Gelo;
- Água quente (60ºC);
- 01 pano para limpeza;
- 20 ml de álcool etílico 90ºC gelado (a cerca de 10ºC);
- 10 ml de solução de lise (água + detergente + sal de cozinha).
PROCEDIMENTO
- Retirar a casca da cebola e cortá-la em pedaços bem pequenos.
- Macerar os pedaços com auxílio do pilão até formar uma pasta. Se
necessário acrescentar uma quantidade mínima de água;
- Com o auxílio de colher colocar o macerado na peneira apoiada sobre
o potinho dosador e pressionar contra a malha, de modo a peneirar o material;
- Usar o potinho graduado para colocar 10 ml de solução lise no tubo de
50 ml e adicionar em seguida ao tubo 10 ml do caldo peneirado;
- Tampar o tudo e movimentá-lo suavemente, evitando a formação de
espuma, até que o caldo se misture com a solução de lise;
- Colocar o tubo na vasilha com água fervendo e deixar em banhomaria por 15 minutos. Em uma única vasilha deverão ser colocar o tubo.
- Retirar o tubo da água quente e adicionar lentamente, com auxílio do
potinho graduado, 20 ml de álcool etílico gelado, deixando escorrer pela parede
do tubo;
- Observar o aparecimento do aglomerado de DNA como uma “nuvem”
branca na fase alcoólica. Caso ainda não seja possível a visualização, misture
delicadamente a amostra e aguarde 5 minutos;
- Com o auxílio da colher de chá, retirar o aglomerado filamentoso de
DNA da solução.
Está prática é um experimento simples, o procedimento parecido
aos utilizados nos laboratórios permite visualizar ainda que
macroscopicamente, o aspecto do material hereditário nas células.
Entender como o DNA está presente nos organismos.
QUESTÕES PARA PESQUISA: Nesse momento o objetivo é retomar as
questões propostas inicialmente para sistematizá-las de acordo com o
conhecimento científico que foi trabalhado no decorrer da atividade.
Como se sabe que os filamentos são moléculas de DNA?
Explique DNA segundo a sua composição e ocorrência na célula.
Qual a importância do DNA para os fenômenos de hereditariedade.
Como os seres humanos podem se beneficiar pelo conhecimento do
DNA.
SUGESTÃO COMPLEMENTAR AO CONTEÚDO TRABALHADO
Pesquisar e descrever o argumento principal do Projeto Genoma como o
conhecimento do DNA
APÊNDICES
APÊNDICE I
QUESTIONÁRIO FOTOSSÍNTESE
1) Sexo: ( ) Feminino
( ) Masculino
2) Idade: _______________________________
3) Turma: ______________________________
4) Sobre a fotossíntese é correto afirmar:
a) ( ) A fotossíntese é um importante processo nutritivo, que ocorre desde os
seres vivos mais simples, como as algas unicelulares e cianobactérias, até os
organismos complexos.
b) ( ) A fotossíntese é um processo importante na produção da células
luminosas e reprodução dos DNA das plantas.
c) ( ) A fotossíntese é uma maneira de reprodução das células e de
multiplicação das plantas, em organismos não complexos.
5) No que tange ao processo da fotossíntese pode-se assinalar:
a) ( ) O processo significa a transformação da energia química em energia
luminosa, momento em que o animal sintetiza substâncias orgânicas a partir da
energia solar
b) ( ) O processo consiste em transformar a energia luminosa em energia
química, momento em que o vegetal sintetiza substâncias orgânicas a partir de
água, dióxido de carbono e luz.
c) ( ) O processo representa a extração de sais minerais do solo sob a
absorção da água e evaporação
6) A fotossíntese é um processo de transformação de energia luminosa
em energia química, realizada por organismos autotróficos. Sobre a
fotossíntese, é correto afirmar:
a) (
) Ao final da fotossíntese são produzidos 38 mols de ATP.
b) ( ) Os organismos autotróficos crescem mais sob a luz verde, porque a
clorofila é verde.
c) ( ) A fotossíntese é um processo dependente de luz e ocorre na ausência
da água.
d) ( ) Somente plantas vasculares são capazes de realizar a fotossíntese.
e) ( ) A unidade fotossintética da planta localiza-se nos tilacóides dos
cloroplastos.
7) Conceitue fotossíntese.
APÊNDICE II
QUESTIONÁRIO CÉLULA
1) Sexo: ( ) Feminino
( ) Masculino
2) Idade: _______________________________
3) Turma: ______________________________
4) De acordo com a Teoria celular, apesar de serem diferentes no nível
macroscópico, todos os seres vivos são semelhantes em sua
constituição fundamental, podemos dizer que:
a) ( ) São capazes de se reproduzir sexualmente.
b) ( ) São constituídos por células.
c) ( ) Contêm moléculas orgânicas.
d) ( ) Se originam de gametas.
5) Assinale as características que pertencem a parede celular vegetal:
a) ( ) Rígida, celulósica, porosa, permeável a água, espessa;
b) ( ) Suberificação, cutinização, lignificação, mineralização, espessa;
c) ( ) Rígida, suberina, cutinização, proteção, revestimento;
d) ( ) Proteção, delgada, produção de substâncias, revestimento, rígida;
6) Na célula vegetal, a membrana de celulose é fina e denomina-se
_________. Na célula adulta, o espessamento da membrana devido a
novos depósitos de _________ recebe o nome de _________, que reduz o
_________.
a) ( ) Parede celular secundária; parede celular primária; celulose; lúmen
celular.
b) ( ) Lúmen celular; lipídio; parede celular primária; citoplasma.
c) ( ) Parede celular primária; celulose; parede celular secundária; lúmen
celular.
d) ( ) Membrana plasmática; proteína e lipídio; parede celular primária; lúmen
celular.
7) Conceitue célula.
APÊNDICE III
QUESTIONÁRIO DNA
1) Sexo: ( ) Feminino
( ) Masculino
2) Idade: _______________________________
3) Turma: ______________________________
4) Numa molécula de DNA, a quantidade de _______.
a) ( ) Citosina mais uracilo é igual à de timina mais adenina.
b) ( ) Uracilo mais adenina é igual à de citosina mais guanina.
c) ( ) Guanina mais timina é igual à de citosina mais uracilo.
d) ( ) Adenina mais citosina é igual à de guanina mais timina.
5) O modelo pelo qual uma molécula de DNA se reproduz é chamado de:
a) ( ) Duplicação conservativa.
b) ( ) Duplicação semiconservativa.
c) ( ) Reprodução assexuada.
d) ( ) Reprodução sexuada.
6) O material hereditário dos seres vivos é:
a) ( ) A desoxirribose.
b) ( ) O ácido desoxirribonucléico (DNA).
c) ( ) O ácido ribonucléico (RNA).
d) ( ) A base nitrogenada.
7) No que os estudos do DNA contribuem para evolução da ciência?
REFERÊNCIAS UTILIZADAS:
ATAX, Rolando. O papel da experimentação no ensino de Ciências. In:
MOREIRA marco Antonio. AXT, Rolando (Org.). Tópicos em ensino de
ciências. Porto Alegre: Sagra, 1991.
BARZANO, Marco Antonio Leandro. Aulas práticas em cursos de ciências
biológicas: conversando com os (as) licenciandos (as). In: TEIXEIRA, Paulo
Marini (org.). Ensino de ciências: pesquisas e reflexões. Ribeirão Preto:
Holos, 2006.
BIZZO, N. Ciências Biológicas. In: BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO.
Orientações Curriculares do Ensino Médio. Brasília, 2004. p. 148-149.
BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares
nacionais: ciências: Tendências e inovações. Trad. Sandra Valenzuela. São
Paulo: Cortez. 1993 (Coleção questões da nossa época: v.26).
CARMO, Solange do. SCHIMIN, Eliane Strack. O ensino de biologia através
da
experimentação.
Disponível
em:
diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/pde/arquivos/1085-4.pdf?
PHPSESSID=2009050615332531. Acesso em 28 de dez de 2009.
KUENZER, Acácia Zeneida. Ensino médio: construindo uma proposta para os
que vivem do trabalho. 4 ed. São Paulo: Corteza, 2005.
SAVIANI, D. Pedagogia histórico-crítica: primeiras aproximações. Campinas:
Autores Associados, 1997.
LEPIENSKI, Luis marcos. PINHO Kátia Elisa Prus. Recursos didáticos no
ensino
de
biologia
e
ciências.
Disponível
em:
http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/pde/arquivos/4002.pdf?
PHPSESSID=2009. Acesso em 10 de fev de 2010.
MARANDINO, Marta. SELLES, Sandra Escovedo. FERREIRA, Márcia Serra.
Ensino de biologia. Histórias e práticas em diferentes espaços educativos.
São Paulo: Cortez, 2009. (Coleção Docência em Formação).