Ensino de Ciências no 1ºCiclo do
Ensino Básico
Ana Maria Freire
[email protected]
Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
Centro de Investigação em Educação
*Profesorado Europeo de Ciencias: Conocimiento
Científico, Destrezas Linguisticas y Medios Digitales (PEC)
COMENIUS 2.1 Action Financed by Projecto Socrates
226641-CP-1-2005-1-ES-Comenius-C21
Relevância da Educação em Ciências
Académica
 Carreiras com base em C/T
Social
 Democracia
Economia
 Desenvolvimento Ciência e Tecnologia
Cultural
 Marco da Humanidade
(Cachapuz, 2007)

Alunos



Contribuir para o desenvolvimento cognitivo, social, afectivo, estético e
moral
Encorajar a flexibilidade e aprendizagem ao longo da vida
Ciência




Finalidades de Ensino de Ciências
Divulgar a Ciência nas suas diferentes vertentes (substantiva, sintáctica,
histórica, social e ética)
Fomentar a curiosidade pelo mundo natural promovendo o interesse pela
inquirição em contextos relevantes e significativos
Discutir como a contribuição de diferentes pessoas, em difentes culturas,
ao longo do tempo, têm influenciado o desenvolvimento da Ciência e da
Tecnologia
Sociedade





Contribuir para a formação de cidadãos informados e competentes num
mundo global
Promover a preparação para a vida numa sociedade democrática
Preparar os alunos de modo a sentirem-se confortáveis na sociedade actual
Contribuir para a produtividade económica
Consciencializar os alunos sobre o papel da ciência para a segurança
nacional
Currículo Nacional do Ensino Básico
Orientações Curriculares para o Ensino das Ciências


Ênfase em aprendizagem contextualizada e
promoção da perspectiva CTSA
Foco construtivista, valorizando abordagens de
ensino centradas nos alunos como resolução de
problemas, actividades laboratoriais de
natureza investigativa e trabalho de projecto

Valorização da avaliação como aprendizagem

Desenvolvimento de Competências Gerais e
Específicas
Desenvolvimento de Competências
 Definição de competência
Processo de activação de recursos (conhecimentos,
capacidades e estratégias) numa variedade de contextos e
em situações problemáticas
( Perrenoud, 2003)
 Domínio de Competências Específicas no Ensino das Ciências
Conhecimento (substantivo, processual e epistemológico)
Raciocínio
Comunicação
Atitudes

Conhecimento



Substantivo

Usar conhecimento científico em direfentes situações

Pesquisar, planear, realizar experiências, avaliar os resultados obtidos, elaborar e
interpretar gráficos e tabelas
Processual
Epistemológico


Seleccionar informação, categorizar a informação recolhida, formular e resolver
problemas, estabelecer comparações, interpretar dados e textos, realizar inferências,
planear investigações, prever e avaliar resultados
Comunicação


Analisar o impacte da sociedade no desenvolvimento da Ciência e discutir como
diferentes cientistas podem usar modos de trabalho diversificado
Raciocínio


Ensinar para o Desenvolvimento de
Competências
Utilizar diferentes modos de representar informação, produzir textos escritos e/ou
orais, apresentar resultados de pesquisa, argumentar com o propósito de defender uma
ideia, analisar e sintetizar textos, processar a informação recolhida, argumentar com
base em evidências científicas, emitir opiniões fundamentadas, usar as TIC
Atitudes

Partilhar ideias, respeitar as ideias dos outros, responsabilizar-se pelo trabalho a
desenvolver, reflectir criticamente sobre o trabalho efectuado, mostrar flexibilidade
para aceitar o erro e incerteza, trabalhar cooperativamente
Orientações Curriculares para as Ciências
Físicas e Naturais




Terra no Espaço
Terra em Transformação
Sustentabilidade na Terra
Viver melhor na Terra
Terra no Espaço





Conhecimento da Terra no espaço,
relativamente a outros corpos celestes
Compreensão das razões da existência de dia e
noite e das estações do ano
Utilização de alguns processos de orientação
como forma de se localizar e deslocar na Terra
Análise de evidências na explicação científica
da forma da Terra e das fases da Lua
Reconhecimento da importância da Ciência e da
Tecnologia na observação dos fenómenos
Terra em Transformação





Observação da multiplicidade de formas,
características e transformações que ocorrem nos
seres vivos e nos materiais
Identificação de relações entre as características
físicas e químicas do meio e as características e
comportamentos dos seres vivos
Realização de registos e de medições simples,
utilizando instrumentos e unidades adequadas
Reconhecimento da existência de semelhanças e
diferenças entre seres vivo, entre rochas e entre
solos e da necessidade da sua classificação
Explicação de alguns fenómenos com base nas
propriedades dos materiais
Sustentabilidade na Terra





Reconhecimento da utilização dos recursos nas
diversas actividades humanas
Reconhecimento do papel desempenhado pela
indústria na obtenção e transformação dos
recursos
Conhecimento da existência de objectos
tecnológicos, relacionando-os com a sua utilização,
em casa e em actividades económicas
Realização de actividades experimentais simples,
para identificação de algumas propriedades dos
materiais, relacionando-os com as suas aplicações
Reconhecimento que os desequilibrios podem levar
ao esgotamento dos recursos, à extinção das
espécies e à destruição do ambiente
Viver melhor na Terra





Conhecimento das modificações que se vão operando com
o crescimento envelhecimento, relacionando-os com os
principais estádios da vida humana
Identificação dos processos vitais comuns a seres vivos
dependentes do funcionamento de sistemas orgânicos
Reconhecimento de que a sobrevivência e o bem estar
humano dependem de hábitos individuais de alimentação
equilibrada, de higiene e de actividade física e de regras
de segurrança e prevenção
Realização de actividades experimentais simples sobre
electricidade e magnetismo
Discussão sobre a importância de procurar soluções
individuais e colectivas visando a qualidade de vida
Literacia Científica



Literacia em Ciência significa desenvolver nos alunos a
competência de ler, compreender e avaliar aquilo que se
escreve sobre ciência, em diferentes contextos.
Implica ensinar os alunos a escrever cuidadosamente,
criticamente e eficientemente
Literacia científica significa “conhecimento e
compreensão de conceitos científicos bem como de
processos necessários para a tomada de decisões a
nível pessoal, para a participação em assuntos cívicos e
culturais e ainda para a produtividade a nível
económico”
Literacia científica implica identificar questões
científicas e tecnológicas subjacentes a decisões locais
e nacionais e assumir posições cientificamente e
tecnologicamente informadas
Promoção da Literacia Científica







Questionar, pesquisar e responder a questões do
quotidiano que a própria curiosidade desperta
Descrever, explicar e prever fenómenos naturais
correntes
Interpretar textos de divulgação científica e envolverse socialmente na discussão da validade das conclusões
neles apresentadas e das metodologias utilizadas
Identificar questões de natureza científica
subjacentes a decisões de âmbito nacional e local
Assumir e exprimir posições fundamentadas em
conhecimentos científicos-tecnológicos
Avaliar a qualidade da informação científica com base
nas fontes e nos métodos usados para a produzir
Argumentar com base em evidências científicas
(Martins, 2003)
Níveis de Literacia Científica

Nominal


Funcional


Os alunos são capazes de definir termos correctamente mas esta
capacidade tem por base a memorização de informação mas pouca
compreensão.
Estrutural


Os alunos reconhecem os termos que se referem a fenómenos
naturais, mas não conseguem formular explicações científicas válidas
de fenómenos e podem expressar concepções erróneas
Os alunos compreendem esquemas conceptuais, constroem explicações
adequadas e podem discutir e explicar conceitos por palavras suas
Multidimensional

Os alunos podem aplicar o conhecimento que adquiriram e as
competências que desenvolveram para resolver problemas da vida real
que exijam o uso de informação de outras disciplinas e compreende as
interacções entre Ciência e Sociedade.
(BSCS, 1995)
Importância da Linguagem no Ensino
das Ciências

Falar – Os alunos devem ser ensinados a usar uma
linguagem precisa e pensada quando comunicam

Ouvir – Os alunos devem ser ensinados a ouvir os outros
e a responder de um modo construtivo


Ler – Os alunos devem ser ensinados a ler com
compreensão, a pesquisar, a usar informação, a
argumentar, a sumariar, a sintetizar aquilo que leram e a
inventariar aquilo que aprenderam com a leitura
Escrever – Os alunos devem ser ensinados a escrever
com correcção usando as regras gramaticiais e de
pontuação. Devem também ser ensinados a organizar o
seu pensamento de uma forma lógica e coerente.
Experiências de Aprendizagem








Resolução de Problemas
Recolha e organização do material,
classificando-o por categorias ou temas
Concepção e Desenvolvimento de Projectos
Planificação e desenvolvimento de pesquisas
diversas.
Actividades investigativas
Observação do meio envolvente
Comunicação de resultados de pesquisas e de
projectos
Realização de debates, onde os alunos tenham
de fornecer argumentos e tomar decisões
Estratégias de Ensino nas Aulas de Ciências

Leitura




Escrita



Constitui actividade neglegenciada nas aulas de ciências (Porquê?)
Os cientistas ocupam muito do seu tempo a fazer leituras.
A ciência escolar pode ser aprendida mais efecientemente a partir
de leituras do que observando e ouvindo o professor.
Acontece muitas vezes nas aulas de Ciências (Como?)
Investigação educacional mostra que a qualidade da escrita nas aulas
de Ciências é fraca pois exige dos alunos que copiem do quadro ou
escrevam aquilo que o professor dita sem envolvimento cognitivo
Comunicação



Constitui um desafio e uma oportunidade (Porquê?)
Aprender Ciência significa aprender a falar a linguagem da Ciência.
As ideias científicas são comunicadas através de palavras, quadros,
tabelas, diagramas, simbolos, figuras e expressões matemáticas.
Leitura



Há dois aspectos que justificam a inclusão da leitura nas
aulas de ciências. Primeiro, a leitura de textos
científicos constitui uma actividade científica. Segundo,
os alunos são confrontados, no dia-a-dia, com informação
acerca de Ciência que os obriga a ler e a desenvolver uma
atitude de questionamento. Todavia, a leitura pode
mantê-los confusos ou contribuir para a manutenção de
concepções alternativas.
A competência para ler de um modo cuidadoso, crítico e
com um cepticismo saudável, constitui um elemento
fundamental da literacia científica. É um pré-requisito
para a cidadania e desempenha um papel fundamental nas
nossas sociedades democráticas
Ensinar os alunos a ler activamente, criticamente e
eficientemente constitui também uma finalidade do
ensino das ciências (Como?)
Escrita
 Promover a literacia científica dos alunos exige que nas
aulas de ciências sejam valorizadas actividades
envolvendo a escrita
 Actividades envolvendo o uso de papel e lápis ocorrem
muitas vezes nas aulas de ciências como copiar para o
caderno aquilo que foi escrito no quadro. Por exemplo:
 Escrever apontamentos
 Resolver exercícios
 Construir tabelas e diagramas
 Resumir textos
 Elaborar relatórios
COMUNICAÇÃO




Aprender ciência significa aprender a sua
linguagem
Os professores esquecem que, para promover
a compreensão de uma nova ideia, é
necessário deixar os alunos falar sobre ela,
usar palavras apropriadas e pensar acerca do
seu significado
Debate e Discussão constituem estratégias
para promover a comunicação
Aprender a raciocinar em ciência requer a
competência de começar a construir
argumentos que liguem evidências e dados
empíricos a ideias e teorias
Investigações Científicas Escolares (Inquiry)
 Actividade multifacetada que envolve:
 Realização de observações
 Colocação de questões
 Consulta de livros e outras fontes de informação tendo
em vista o confronto com os conhecimentos já
adquiridos
 Planeamento de investigações
 Revisão dos conhecimentos já aprendidos à luz das
evidências experimentais
 Recolha, análise e interpretação de informação
 Propostas de previsões, explicações e respostas
 Comunicação de resultados
 Identificação de pressupostos, uso de pensamento
crítico e consideração de explicações alternativas
(NRC, 2000)
Investigações Científicas na Sala de Aula





Os alunos estão envolvidos com questões
cientificamente orientadas
Os alunos relatam as evidências nas respostas
às questões
Os alunos formulam explicações a partir das
evidências
Os alunos relacionam as explicações com
conhecimentos científicos
Os alunos comunicam e justificam as suas
explicações
Tipo de Questões





Como é que a quantidade de
água afecta a altura da relva
O que acontece se
misturarmos fermento
inglês ao vinagre?
Qual é de entre os materiais
disponíveis o menos
inflamável e o mais
resistente aos ácidos?
Como é que a quantidade de
nitratos dissolvidos nos rios
afecta as espécies vivas?
Como podemos separar a
areia do sal nas salinas?

Controlo de variáveis

Exploração

Controlo de variáveis

Correlação de duas variáveis
independentes

Usando e avaliando técnicas
Internet nas Aulas de Ciências






Fornece igual acesso à informação
Encoraja os alunos a serem activos
Aumenta a motivação dos alunos para aprender
Ajuda a praticar um ensino centrado nos alunos
Ajuda a promover as investigações nas aulas de
ciências
Ajuda a colocar questões, examinar diversas fontes
de informação, planear investigações, rever o que já
se conhece sobre os assuntos
Uma aventura no mundo da Física:
condutores e isoladores
Lê com atenção o seguinte texto
O João foi com os amigos assistir a uma prova de Downhill,
onde participavam o Rui e o Tiago. A meio da prova o Afonso
sofreu uma queda e magoou uma perna… Era necessário
urgentemente gelo para ajudar a controlar a lesão. Para
resolver este problema o João pegou na sua bicicleta e foi
buscar gelo ao café mais próximo. O dono tinha um grande
recipiente de vidro que deu ao João para levar o gelo. Mas
agora era necessário fazer chegar o gelo em boas condições
ao local onde estava o Rui.
Deu volta à sua mochila e encontrou algum material que
tinha preparado para a sua aula de Educação Visual e
Tecnológica procurando algo útil.
Encontrou jornais, uns sacos de plástico, uns pedaços de
tecido de algodão, de lã, papel de alumínio. Olhou à sua volta
para o grande campo de sobreiros em que decorria a prova…
Pensou em utilizar folhas de árvores, restos de cortiça que
estavam espalhados no chão…
Tarefas
2.Imagina que estás com o João e que ele te pede ajuda para resolver o problema... Começa
por traduzir por palavras tuas o problema que enfrenta o João.
3. Sublinha no texto as palavras que podem ser pistas para ajudar a solucionar o problema do
João.
4. Pesquisa nos seguintes sites

http://www.energyinfonz.co.nz/home/KidsZone/Energybasics/HE.html

http://iss.sfo.jaxa.jp/kids/en/space/401.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Heat#Overview

informação tendo por base as palavras que sublinhaste e que te possa ajudar resolver o
problema. Regista-a.
5. Planeia uma experiência que te possa ajudar a solucionar o problema. Podes utilizar
esquemas para ilustrares as tuas ideias. (Escreve todos os passos que precisas de seguir…)
6. Faz uma lista com o material que vais necessitar. Podes contar com o material que o João
tem disponível na mochila e outro que penses ser possível encontrar no local.
7. Pede opinião ao teu professor acerca do teu plano. Comentário do professor
8. Testa o teu plano. O que observas? Regista as tuas observações. Escreve ou desenha o que
vai acontecendo…

Não te esqueças de cumprir as regras de segurança!
9. Conseguiste arranjar uma solução para o problema do João? Explica, num pequeno texto,
porque consideras a tua solução adequada, inclui no texto as ideias e conceitos de Física
mais importantes utilizados no vosso trabalho.
10. Dá um título, conciso e claro, que represente o trabalho que realizaste.
11. O que pensas que ainda poderia ser feito para melhorar os resultados do teu trabalho?
Explica.
Mudanças de Ênfase Preconizadas
Menor Ênfase
Maior Ênfase
Interpretação rígida do programa e
seguimento do livro de texto
Flexibilidade curricular e adaptação
do currículo ao contexto de ensino
Professor como transmissor de
conhecimentos científicos através da
exposição oral e da demonstração
experimental
Professor como guia e facilitador da
aprendizagem ao apoiar actividades
de investigação
Valorização exclusiva de factos, leis,
teorias e princípios científicos
Compreensão da Ciência atendendo às
suas diversas dimensões (substantiva,
sintáctica, social, epistemológica,
histórica, ética)
Mudanças de Ênfase Preconizadas
Menor Ênfase
Maior Ênfase
Utilização de questões fechadas
que requerem respostas únicas
reproduzindo conhecimento
factual memorizado
Utilização de questões abertas
que promovam o pensamento
crítico, relacionando evidências e
explicações, com uso de
estratégias cognitivas diversas
Aprendizagem individualista
Aprendizagem colaborativa
Aprendizagem passiva que requer o
ouvir do professor e a escrita de
apontamentos
Aprendizagem activa que envolve
os alunos em processos
investigativos
Mudanças de Ênfase Preconizadas
Menor Ênfase
Maior Ênfase
Ensino orientado para um
hipotético aluno médio que tipifica
um grupo de alunos
Ensino orientado para os alunos
atendendo aos seus gostos, interesses,
necessidades e experiências
Ensino baseado na resolução de
exercícios com base na aplicação
de expressões matemáticas
Ensino centrado nos alunos com utilização
de processos investigativos
Ensino centrado no professor com
predomínio da transmissão de
conhecimentos
Ensino baseado na resolução de
problemas e no desenvolvimento de
projectos
Mudanças de Ênfase Preconizadas
Menor Ênfase
Maior Ênfase
Avaliação daquilo que é
facilmente medido
Avaliação de competências de
conhecimentos, raciocínio,
comunicação e atitudes
Utilização de testes como fonte
única de recolha de dados
Utilização de fontes múltiplas de
recolha de dados
Avaliação da aprendizagem
Avaliação como aprendizagem
Na avaliação de componentes
específicas e compartimentadas
do conhecimento dos alunos
Na avaliação de competências dos
alunos desenvolvidas em
experiências educativas
diferenciadas
Implicações para a Formação de
Professores


Apela para modelos de formação que
projectem o professor como profissional
reflexivo
Valoriza o professor como investigador das
suas práticas, ao introduzir mudanças que
adequem o ensino aos alunos, de modo a
torná-los mais activos e mais conscientes do
seu papel no processo de aprendizagem