PROJECTOS
NO ENSINO DAS CIÊNCIAS
António José M. A. Ferreira
UM GUIA PARA O PROFESSOR
PROJECTOS
NO ENSINO DAS CIÊNCIAS
UM GUIA DO PROFESSOR COM SUGESTÃO DE TRABALHO PARA AS
ÁREAS DE PROJECTO DOS ENSINOS BÁSICO E SECUNDÁRIO
António José M. A. Ferreira
Escola Secundária de Cantanhede
Menção honrosa no Prémio Educação Hoje – Texto Editora, edição 2004.
2004
Índice
Introdução ..................................................................................................................... 3
1. Um ensino com base em projectos ........................................................................... 7
2. A concepção e a condução de projectos ................................................................. 11
3. Perspectivas actuais no ensino das ciências............................................................ 15
4. Nível de iniciação - A participação num projecto .................................................. 21
4.1. Uma primeira abordagem ................................................................................ 21
4.2. A definição de situações-problema.................................................................. 24
4.3. Organização do projecto .................................................................................. 26
4.4. Os produtos concretos...................................................................................... 28
5. Nível de Desenvolvimento - A concepção de um projecto .................................... 31
5.1. O papel do aluno e do professor ...................................................................... 31
5.2. Maior envolvimento dos alunos....................................................................... 33
5.3. Passar à prática................................................................................................. 39
6. A Avaliação ............................................................................................................ 41
7. Formas de enriquecer um projecto.......................................................................... 43
7.1. A importância da história e filosofia da ciência .............................................. 44
7.2. Abordagens interdisciplinares.......................................................................... 47
7.3. Tarefas com base na resolução de problemas.................................................. 50
7.4. Tarefas com base em investigações experimentais ......................................... 56
7.5. Tarefas com base na abordagem de controvérsias........................................... 62
8. Um exemplo concreto ............................................................................................. 67
Conclusões .................................................................................................................. 95
Bibliografia ................................................................................................................. 97
«Qualquer projecto deve manter-se na ordem do exequível,
comportar uma dose de sonho, de optimismo, mas dar a
impressão de que não está fora do alcance»
Perrenoud, 2001, p. 84
1
Introdução
É comum os professores considerarem as práticas inovadoras como aplicáveis apenas
em espaços não disciplinares ou extracurriculares. Rejeitam à priori propostas de inovação,
não por as acharem inadequadas ou inoportunas, mas antes porque se sentem constrangidos
perante um quadro legal cuja trave mestra assenta no cumprimento dos conteúdos
programáticos. Mas, frequentemente, para cumprir os programas não se cumprem outras
determinações legais tão ou mais importantes, como são, por exemplo, as finalidades do
ciclo de ensino ou os objectivos gerais da disciplina.
Os constrangimentos resultam muito mais de pressões sociais, condicionantes pessoais
e posicionamentos profissionais do que da legislação existente.
Somos da opinião que, dentro do quadro legal vigente, subsiste um espaço suficiente
amplo para a implementação de práticas inovadoras, quer em áreas disciplinares não
curriculares, quer mesmo em áreas disciplinas onde habitualmente os constrangimentos são
maiores.
Certamente, os jovens que estudam no ensino básico e secundário necessitam, cada
vez mais, de uma formação que lhes permita enfrentar os complexos desafios e incertezas
que se vislumbram em horizontes futuros. Mas estes jovens devem também preparar-se, e
serem preparados, para uma actualidade já marcada por uma complexidade de questões
sociais, culturais, éticas, científicas e tecnológicas. É neste sentido que a escola deve
contemplar práticas mais consequentes, mais reflexivas, mais úteis, mais motivadoras, em
resumo, mais formativas.
Simultaneamente, a reflexão sobre o ensino e a aprendizagem das ciências tem vindo a
propor modelos de ensino de tipo investigativo, mais próximos do empreendimento
científico e tecnológico, em que se incluam também aspectos éticos, sociais e culturais da
produção e utilização do conhecimento científico e tecnológico.
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Julgamos que um dos caminhos de inovação passa pela incorporação de metodologias
de ensino e de aprendizagem activas, ligadas à acção e à reflexão. Referimo-nos,
nomeadamente, às práticas baseadas no desenvolvimento de projectos.
A capacidade de conceber, desenvolver e acompanhar projectos ou simplesmente de
neles participar é, sem dúvida, uma das mais importantes competências da actualidade e,
será, previsivelmente, uma das mais importantes no futuro. Cabe, por isso, também à escola
desenvolver tal aptidão. Este é um caminho que merece ser trilhado.
Neste guia, procuramos estruturar um modelo de concepção e desenvolvimento de
projectos para o ensino das Ciências. Trata-se um modelo de planificação de ensino de
ciências com base em projectos, que desenvolvemos inicialmente para o ensino secundário
(Ferreira, 2003; Ferreira e Paixão, 2003) mas, julgamos, poder ser aplicado, com adaptações
menores, também no ensino básico. Tal modelo pode adaptar-se a áreas mais vocacionadas
para o uso de abordagens por projectos (Área-Escola, áreas de projecto, clubes) e à
concepção e desenvolvimento de unidades didácticas para disciplinas de Ciências.
Referimo-nos a disciplinas da área da Física, Química, Biologia e Geologia.
Importa referir que esta proposta corresponde a um dos muitos posicionamentos
defensáveis, para a implementação de um ensino com base projectos. Optámos por aquele
que se parece adequar melhor à realidade actual das nossas escolas. Fundamentámos as
nossas opções em dois aspectos importantes:
• experiência já existente, nomeadamente em projectos de carácter interdisciplinar
envolvendo grupos de alunos (Área-Escola);
• aumento crescente de recursos materiais, dos quais destacamos a crescente
disponibilidade de acesso à Internet, e uma melhoria importante das condições para o
ensino das ciências experimentais.
No primeiro capítulo abordaremos as principais ideias respeitantes a um ensino com
base em projectos. Tentaremos defini-lo de forma o tanto quanto possível rigorosa. No
segundo capítulo aprofundaremos concepções relativas à implementação deste tipo de
ensino. No terceiro capítulo apresentaremos, de forma breve, algumas propostas mais
recentes para o ensino das ciências. No quarto capítulo desenvolvemos o nosso modelo para
4
um nível de iniciação e no quinto capítulo propomos o aprofundamento para um nível de
desenvolvimento. No final apresentaremos algumas sugestões que permitem melhor a
qualidade das actividades propostas e acabamos com uma proposta de trabalho completa a
desenvolver numa Área de Projecto do ensino secundário.
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1. Um ensino com base em projectos
Vivemos mergulhados numa civilização de projectos. A importância do projecto como
forma de actuar tem-se intensificado em todas as áreas da actividade humana, desde política
à economia, passando pela ciência e pela engenharia. Saber conduzir projectos e saber
participar em projectos tornou-se uma aprendizagem fundamental para viver e participar de
pleno direito numa sociedade desenvolvida.
Do ponto de vista educativo, a designação de projecto tende a adquirir significados
múltiplos. Verifica-se até alguma confusão que deriva de lhe serem atribuídos sentidos
muito variáveis, de acordo com os diversos níveis em que é utilizado (Boutinet, 1996).
Pedagogia do projecto e projecto pedagógico não são sinónimos. O projecto pedagógico
corresponde à descrição de uma intenção educativa, o que nos remete para o campo das
finalidades. Já a pedagogia do projecto corresponde à utilização de projectos como
dispositivos de intervenção (ou mediação) pedagógica, o que destaca o seu alcance
educativo e formador (Cosme e Trindade, 2001a).
A pedagogia do projecto - ou pedagogia de projecto (Figueiredo, 2000), ou ainda
pedagogia pelo projecto - está, portanto, associada à aprendizagem, querendo isso significar
que os alunos aprendem utilizando os seus próprios recursos, numa atitude activa perante o
conhecimento.
A pedagogia do projecto pode ser entendida como uma metodologia de trabalho, ou
seja, um método, um processo de desenvolver tarefas para atingir determinados objectivos.
Neste sentido, fala-se também de metodologia de projecto ou de trabalho de projecto
(Abrantes, 1995). Outros autores utilizam a denominação ensino baseado em projectos
(Blumenfeld et al., 1991; Singer et al., 2000; Moje, et al., 2001) ou educação baseada em
projectos (Figueiredo, 1999), o que nos parece corresponder a uma perspectiva de
ensino/aprendizagem por projectos (Mendonça, 2002).
Para Perrenoud (2001), apontar a pedagogia de projecto como princípio geral de
organização do ensino/aprendizagem, pode implicar o distanciamento daqueles que não
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aderem a uma única orientação global e que suportam o seu ensino em várias propostas. Por
outro lado, a designação «trabalho de projecto», corresponderá tão somente a uma maneira,
entre outras, de orientar a acção educativa.
O ensino baseado em projectos corresponde, portanto, a uma perspectiva segundo a
qual as aprendizagens devem resultar do envolvimento do aluno em actividades de pesquisa
e resolução de problemas, geralmente de modo cooperativo e com uma margem
considerável de autonomia e responsabilidade.
Podemos apontar as principais características de um ensino com base em projecto
[adaptado com contributos de Figueiredo (2000), Abrantes (1995) e Blumenfeld, et al.
(1991)]:
• pressupõe objectivos com significado para os alunos, sustentados em problemáticas
reais;
• é desenvolvido tendo em conta os contextos, as condições existentes para a sua
realização e os recursos disponíveis;
• implica o envolvimento activo dos alunos, o trabalho cooperativo entre alunos,
professores e, por vezes, a participação da comunidade;
• tem um carácter prolongado (não se dá a designação de projecto a uma tarefa que
possa ser executada rapidamente, ainda que possa ser um problema difícil);
• implica uma antecipação das fases do seu desenvolvimento, ou seja, uma
planificação dos trabalhos;
• implica a concepção de um produto final que permita aplicar conceitos e
desenvolvendo capacidades.
O trabalho de projecto permite:
• praticar competências sociais, tais como a comunicação, o trabalho em equipa, a gestão de
conflitos, a tomada de decisões e a avaliação de processos;
• relacionar a teoria com a prática e promover a interdisciplinaridade;
• realizar aprendizagens e desenvolver múltiplas capacidades;
• aprender a resolver problemas, partindo das situações e dos recursos existentes.
Adaptado de Castro & Ricardo, 1992.
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A importância das funções educativas do projecto tem sido acentuada, nomeadamente
como meio adequado para estudar problemas à escala local e global. (Figueiredo, 2000).
Projectos que implicam a abordagem de problemas reais e o recurso a parcerias com a
comunidade são potenciadores do envolvimento cognitivo e afectivo dos alunos (Bouillion e
Gomez, 2001). A possibilidade não só de interpretar, de compreender mas também de actuar
de intervir no meio é pois uma característica enriquecedora do ensino baseado em projectos.
No que se refere ao ensino/aprendizagem das ciências, a realização de projectos é,
reconhecidamente, uma actividade da maior importância, pois proporciona a estudantes e
professores oportunidades únicas para investigar, dialogar, ler e escrever sobre questões
científicas e tecnológicas do seu interesse (Moje et al. 2001). Importa aqui referir que um
estudo recente (Scheider et al., 2002) mostrou as boas prestações de alunos envolvidos em
programas de ensino de ciências baseados em projectos quando sujeitos a avaliação aferida
(National Assessement of Educational Progress - EUA), o que mostra que este tipo de
ensino pode permitir integrar de forma efectiva a aprendizagem de conteúdos habitualmente
contemplados em programas de ensino mais tradicionais.
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2. A concepção e a condução de projectos
Podemos definir dois momentos distintos num projecto: a planificação, ou concepção,
que é a fase associada à escolha do tema, à planificação/programação das tarefas e
actividades. Segue-se uma fase de execução ou realização que corresponde à
implementação, ou seja, à mobilização de recursos e à tomada de decisões. Do ponto de
vista educativo podemos falar nesta segunda fase como sendo de desenvolvimento
curricular.
A concepção do projecto passa, desde logo pela escolha de um tema. A temática do
projecto, aqui entendida como um assunto ou um problema de contexto alargado, deve ser
seleccionada de forma a contemplar, o tanto quanto possível, os aspectos que a seguir se
descrevem.
• real, isto é, ancorada em realidades do quotidiano valorizando contextos de interesse
local, regional ou global (Castro & Ricardo, 1992; Cachapuz, Praia & Jorge, 2000;
Moje et al., 2001);
• autêntica, no sentido em que os alunos se apropriem do seu significado. A temática
deverá ser relevante e útil dando resposta a uma necessidade (Castro & Ricardo, 1992;
Abrantes, 1995);
•
exequível, ou seja, deve poder ser desenvolvida com os recursos disponíveis e
planeada de acordo com as realidades locais (Castro & Ricardo, 1992).
•
alargada, de forma que possibilite abordagens diversificadas e de carácter mais
prolongado. Deve permitir desenvolver um espectro amplo de capacidades (cognitivas,
afectivas e psicomotoras).
É comum referir a execução do projecto como um processo estruturado por fases, de
acordo com uma sequência mais ou menos definida. Nestas fases é possível destacar a
definição de problemas parcelares ou de sub-etapas (Polman, 2002). Este parece ser um
ponto importante, já que também Singer et al. (2000) apontam para a necessidade de definir
sub-questões nos projectos, que permitam ligar as aprendizagens à temática central. A
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necessidade de definir tarefas parcelares, prende-se com a dificuldade que os alunos sentem
na construção da resposta aos problema formulado, que deriva do carácter aberto e geral das
temáticas abordadas.
De acordo com Barbier (1993) as operações que compõem um projecto não são apenas
descritas, são articuladas segundo uma lógica de conjunto. Entre as operações possíveis, só
são retidas as que são susceptíveis de se ligarem entre si com o objectivo de permitirem a
produção do resultado final. São habitualmente apresentadas sob a forma de fases ou etapas,
e são sujeitas a uma ordenação temporal. Seguindo a mesma lógica, Figueiredo (2000) refere
que, em geral, independentemente dos modelos seguidos, espera-se que a planificação
contenha um conjunto de actividades concebidas para atingir um fim comum. Ou seja, as
diferentes operações devem fazer sentido como um todo e aparecer articuladas de forma a
produzir um resultado final.
Assim, a concepção do projecto parece resultar não tanto uma sequência hierarquizada
de etapas bem definidas e obrigatórias. Corresponde antes à articulação de um conjunto de
actividades, que permitirão atingir determinado objectivo, de acordo com uma
calendarização. É esta a ideia global na qual iremos sustentar o nosso modelo de
desenvolvimento de projectos.
No modelo que a seguir propomos, a definição do projecto resultará não tanto de um
processo estruturado por fases, mas antes da articulação de um conjunto de situaçõesproblema (sub-questões) que permitem a abordagem da temática ou para a resolução do
problema levantado.
Podemos apontar outra característica importante do nosso modelo de ensino de
ciências com base em projectos. Defendemos uma perspectiva de trabalho cooperativo
envolvendo o grupo-turma, em oposição a perspectivas de trabalho de projecto de carácter
mais individual, em que cada aluno desenvolve o seu tema sob a orientação do professor. No
nosso entender, tais propostas acabam por resultar, frequentemente, em trabalhos de carácter
monográfico com base sobretudo em pesquisa bibliográfica, situação que pretendemos
evitar. Além disso, os projectos desenvolvidos em grupo permitem proporcionar
determinado tipo de aprendizagens que não são possíveis individualmente.
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No Esquema 1 evidenciamos, em linhas gerais, o modelo que aqui propomos para
ensino baseado em projectos
Esquema 1 - Uma visão geral do modelo proposto.
TEMÁTICA
Situação-problema A
Situação-problema B
Situação-problema C
Resultados/produtos
Resultados/produtos
Resultados/produtos
SÍNTESE
Respostas ao
problema inicial
Antes de continuarmos a explicar o nosso modelo, faremos uma breve incursão pela
Didáctica das Ciências, na qual encontrámos algumas peças basilares da nossa proposta.
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3. Perspectivas actuais no ensino das ciências
Vários autores têm vindo a apresentar nos últimos anos propostas de
ensino/aprendizagem das ciências que, procurando a sua fundamentação em orientações da
Didáctica das Ciências, se aproximam mais das representações epistemológicas actuais.
Falamos concretamente de modelos de aprendizagem de ciências como investigação
(Maiztegui, et al. 2002), como pesquisa orientada (Hodson e Hodson, 1999), de
investigação a partir de situações-problema (Gil-Pérez e Carrascosa-Alis, 1994) ou de
ensino por pesquisa (Cachapuz, 2000).
Estes modelos consideram a Natureza da Ciência como uma importante componente
do ensino das ciências, valorizando uma educação científica não só em «em ciência» mas
também «sobre ciência».
Para Gil-Pérez e Carrascosa-Alis (1994), o ensino/aprendizagem que parta do
confronto entre as ideais prévias dos alunos e as ideias cientificamente aceites, conforme é
defendido nos modelos por mudança conceptual, pode ser inibidor, tornando-se fonte de
frustração para o aluno. A investigação científica não se faz para questionar ideias ou
provocar a mudança conceptual, mas antes com o objectivo de lidar com problemas de
interesse científico.
Propõe-se então uma abordagem com base no tratamento de situações-problema. Para
Gil-Pérez (1994), situações-problema (ou situações problemáticas) são questões de carácter
científico, que permitam construir novas ideias a partir dos conhecimentos que já se
possuem, através de um trabalho investigativo. As situações-problema são tarefas planeadas
usando o currículo como fio condutor de tal forma que proporcionem sentido ao trabalho a
realizar. Estes autores (Gil-Pérez, 1994; Gil-Pérez e Carrascosa-Alis, 1994) sugerem uma
estratégia de ensino que se baseia na organização da aprendizagem como uma actividade de
investigação (Quadro 1).
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Quadro 1 - Estratégia de Ensino para organizar a aprendizagem como uma actividade de
investigação In Gil-Pérez, 1994; Gil-Pérez e Carrascosa-Alis, 1994.
1. Conceber situações problemáticas que, tendo em conta as ideias, visões do mundo e
competências e atitudes dos alunos, geram interesse e proporcionam uma primeira
concepção da tarefa.
2. Propor um estudo qualitativo da situação-problema, tomando decisões - se necessário,
com auxílio de pesquisa bibliográfica- para definir e delimitar problemas concretos
(ocasião para que comecem a explicitar funcionalmente1 a suas ideias).
3. Orientar o tratamento científico dos problemas colocados, o que implica entre outras
coisas:
• A invenção de conceitos e emissão de hipóteses (ocasião para que as ideais prévias
sejam utilizadas para fazer previsões).
• Elaboração de estratégias de resolução (incluindo, quando necessário, planificações
experimentais, para testar hipóteses à luz do corpo de conhecimentos que se dispõe).
• A resolução e a análise dos resultados - comparando-os com os obtidos por outros
grupos de alunos ou pela comunidade científica - o que pode produzir conflitos
cognitivos entre diferentes concepções (tomadas todas elas como hipóteses) e obrigar
a conceber novas hipóteses.
4. Propor a utilização dos novos conhecimentos em variadas situações para aprofundá-los
e consolidá-los, colocando ênfase especial nas relações CTS que caracterizam o
desenvolvimento científico e dirigindo todo este tratamento de forma a mostrar o
carácter de corpo coerente de conhecimento que tem toda a ciência. Favorecer, em
particular, as actividades de síntese (esquemas, memórias, mapas conceptuais), a
elaboração de produtos, que ajudem a dar sentido à tarefa e a aumentar o interesse nela,
e a concepção de novos problemas.
Para Hodson e Hodson (1999), embora não haja um processo único e linear que
permita, passo após passo, realizar uma pesquisa, poderá ser útil desenvolver uma pedagogia
com base nas cinco fases seguintes: iniciação, planeamento, realização, interpretação e
relato/comunicação.
• Iniciação. É a fase de interesse, empenhamento e focagem para a pesquisa. Professor ou
alunos podem colocar questões interessantes. Em muitos casos poderá ser necessário
estimular o interesse e a curiosidade dos alunos. Nas fases seguintes, os alunos
trabalham individualmente ou em grupo e acompanhados pelo(a) professor(a) para obter
a informação que os conduzirá para os assuntos e questões levantadas nesta fase inicial.
• Planeamento. Tomam-se as decisões sobre o objecto, fenómeno ou evento a estudar, as
fontes de informação a consultar, o tipo de experimentação a realizar, etc.
1 “Educação funcional: a que toma a necessidade da criança como alavanca da actividade que nela se deseja
despertar.” In Cuvillier, 1984.
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• Realização. As decisões tomadas na fase anterior implicam agora um trabalho que
podem exigir conhecimentos e capacidades que os estudantes já possuem, e outras vezes
requerem a aquisição e desenvolvimento de novas formas de pensar e agir. Interessa
aqui reter que a aprendizagem baseada na pesquisa fornece um estímulo para a
aquisição e desenvolvimento de um amplo conjunto de novas competências e não
somente a oportunidade de utilizar aquelas já aperfeiçoadas.
• Relato e comunicação. O aluno aprende e utiliza distintos estilos de comunicação.
Um grupo de mais de vinte reputados investigadores do ensino das ciências oriundos
de vários países elaboraram uma proposta muito actual de aprendizagem das ciências
(Maiztegui et al., 2002). Nesta proposta aprofundam uma concepção da aprendizagem das
ciências como actividade de investigação, relevando uma dimensão habitualmente esquecida
no ensino das ciências: a dimensão tecnologia. Consideram que a aprendizagem deve
incorporar de forma mais efectiva a vertente tecnológica, não só como exemplo ou aplicação
do conhecimento científico, mas aproximando os estudantes do trabalho que fazem os
tecnólogos.
Sugerem que a aprendizagem seja planeada como um trabalho de investigação e de
inovação através do tratamento de situações problemáticas, relevantes para a construção de
conhecimento cientifico-tecnológico. As actividades devem ser abertas e criativas,
debilmente orientadas pelo professor, e inspirarem-se em trabalhos científicos e
tecnológicos, incluindo toda uma série de aspectos que transcrevemos de seguida.
• A discussão do possível interesse e relevância das situações propostas para que o aluno
possa formar uma primeira ideia motivadora, contemplando a necessidade da tomada de
decisão acerca da conveniência ou interesse do assunto (tal como sucede nas
comunidades cientificas).
• O estudo qualitativo, significativo, das situações problemáticas abordadas de forma a
situá-las à luz dos conhecimentos disponíveis, dos objectivos perseguidos, formulando
perguntas operativas sobre aquilo que se pesquisa.
• A invenção de conceitos e a emissão de hipóteses susceptíveis de orientar o tratamento
das situações, permitindo aos estudantes utilizarem as suas concepções alternativas,
colocando-as à prova.
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• A elaboração e execução de estratégias de resolução, incluindo, quando for o caso, a
planificação de procedimentos experimentais, para pôr à prova as hipóteses à luz do
corpo de conhecimentos que se possui. Isto implicará um trabalho de natureza
tecnológica que resulta da necessidade de resolver os problemas práticos que se podem
colocar.
• A análise e comunicação dos resultados, comparando-os com os obtidos por outros
grupos e pela comunidade científica. Isto implica que os estudantes se familiarizarão
com a leitura e elaboração de memórias científicas e trabalhos de divulgação.
• A consideração de diversas perspectivas: definição de novos problemas; ligação dos
conhecimentos construídos a outros já conhecidos; aperfeiçoamento dos produtos
tecnológicos que foram concebidos como resultado da investigação realizada. Importa
dirigir esta actuação no sentido de mostrar o carácter de corpo coerente que tem toda a
ciência, favorecendo, para isso, as actividades de síntese (esquemas, memórias,
recapitulações, mapas conceptuais), elaboração de produtos (rompendo com
posicionamentos excessivamente académicos) e a concepção de novos problemas.
Ressalve-se, contudo, que esta intervenção não deve ser entendida no sentido da
prescrição de um algoritmo que guie, passo a passo, o ensino/aprendizagem. Procura-se, tão
só, alertar para aspectos que são essenciais ao trabalho científico e tecnológico que não tem
sido suficientemente considerado no ensino das ciências.
Por último, há que referir a perspectiva de Ensino por Pesquisa, uma proposta
fundamentada na Nova Filosofia da Ciência que considera, além das dimensões conceptual e
processual, as dimensões ética, social e cultural da produção e utilização do conhecimento
científico (Cachapuz, Praia e Jorge, 2000; Cachapuz, Praia, Paixão e Martins, 2000). De
acordo com estes autores, procura-se um distanciamento em relação a algumas das propostas
de ensino investigativo anteriormente apresentadas, já que estas estão ainda demasiado
centradas no trabalho científico, desvalorizando as dimensões éticas, sociais e culturais da
ciência.
• O Ensino por Pesquisa pressupõe a abordagem de situações-problema ligadas ao
quotidiano dos alunos, que irão permitir reflectir sobre os processos da ciência e da
tecnologia, bem como as suas inter-relações com a sociedade - Ciência-TecnologiaSociedade (CTS). O Ensino por Pesquisa propõe uma abordagem não só a partir de
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questões científicas e técnicas, mas também a partir de problemáticas abertas, com
raízes em questões sociais, culturais e éticas.
• O Ensino por Pesquisa valoriza a inter e a transdisciplinaridade no ensino das ciências.
Tal valorização decorre do facto de, cada vez mais, a resolução de problemas reais
necessitar da intervenção de domínios variados e da necessidade de compreender o
mundo na sua globalidade e complexidade, procurando conciliar as análise
fragmentadas do saber disciplinar.
• O Ensino por Pesquisa socorre-se de um pluralismo metodológico. Envolve, entre
outros, trabalho experimental e trabalho de campo, a procura, selecção e organização de
informação e o debate de situações dilemáticas. O trabalho experimental é um
instrumento primordial para a educação científica. Mas isso implica o desenvolvimento
de actividades mais abertas, valorizando contextos não estritamente académicos. Tais
actividades tornam-se geradoras de situações em que os dados obtidos por via
experimental alimentam a discussão conjuntamente com elementos vindos de outras
fontes. Significa isto que os dados não são óbvios, não falam por si. Têm de ser lidos
através dos quadros teóricos conhecidos. É importante não esquecer oportunidades para
validar os resultados, nomeadamente pelo confronto com a informação fornecida pelo
professor. O professor pode e deve desempenhar o papel de orientador da pesquisa,
formulando também questões para a reflexão. Valoriza-se também a abordagem de
assuntos controversos e de dilemas com base aspectos sociais, económicos e éticos da
ciência.
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4. Nível de iniciação – A participação num projecto
Já vimos que podem existir dois momentos distintos num projecto, um envolvendo a
concepção e outro relacionado com a realização do projecto. Embora se possam dar algumas
orientações metodológicas, o essencial da aprendizagem sobre projectos permanece
experimental, ou seja, aprende-se fazendo (Perrenoud, 2001). Por isso é importante começar
por promover a participação em projectos.
4.1. Uma primeira abordagem
Numa primeira abordagem de ensino com base em projectos preferimos não atribuir
ao aluno um papel dominante na construção e orientação do projecto. Nesta primeira fase,
achámos mais conveniente desenvolver competências, por ventura menos ambiciosas,
relacionadas com a participação num projecto e não necessariamente com a sua definição ou
condução.
Sugerimos que alunos menos experientes e pouco familiarizados com um ensino com
base em projectos, comecem por seleccionar o seu tema de projecto a partir de várias
propostas apresentadas pelo professor.
O professor deve escolher ideias para projectos e apresenta-las aos seus alunos de uma
forma que seja potencialmente motivadora. Poderá seleccionar alguns temas (dois ou três)
dos quais possua uma representação, tanto quanto possível, completa e coerente. O professor
deve procurar:
• ter a noção dos conhecimentos, competências, atitudes e valores que poderão ser
desenvolvidos;
• assegurar que dispõe dos recursos adequados necessários desenvolvimento do projecto.
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• seleccionar e conceber um conjunto de actividades relevantes e realistas que,
articuladas entre si, concorram para a clarificação do assunto ou para a abordagem de
uma questão ou problema central.
Consideram-se actividades realistas aquelas que são exequíveis, ou seja, aquelas que
se podem realizar com os meios e recursos disponíveis. Entende-se por actividades
relevantes as que são seleccionadas, ou concebidas, de forma a abordarem conceitos e
trabalharem competências adequadas ao grau de desenvolvimento dos alunos.
Os programas das disciplinas constituem um importante quadro de referência, já que, é
neles que se definem não só as principais metas e finalidades, mas também os conceitos e
competências (e respectivo grau de aprofundamento) mais adequadas para esse nível de
ensino.
O projecto terá o seu início numa temática que é, preferencialmente, apresentada
através de um questão-guia ou de um problema a resolver. Será importante que o professor
consiga esboçar um diagrama com sub-questões orientadoras que, articuladas entre si,
suscitem as aprendizagens que darão resposta à questão-guia previamente colocada. Estas
sub-questões dão origem às tais actividades realistas e relevantes de que falávamos atrás.
Esquema 2 – Desenvolvimento de um projecto. Concebido
com base em proposta de Singer et al. (2000).
O que afecta a qualidade
do ar na nossa região?
Efeitos visíveis da poluição
Saída de campo
Qual é a constituição do ar? Como se formam poluentes?
Pesquisa bibliográfica
Comunicação oral
Estrutura de moléculas
Modelação computacional
Estequiometria e equilíbrio
Resolução de problemas
Medir a qualidade do ar
Trabalho experimental
E nós? também poluímos?
Debate
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Uma forma conveniente de propor uma projecto aos alunos pode passar pela selecção,
um texto introdutório, que permita contextualizar o projecto. Este texto, feito com base o
mapeamento das ideias definido anteriormente, tem por finalidade despertar o interesse e a
curiosidade dos alunos. A questão e o texto podem, e devem, de forma mais ou menos
implícita, suscitar determinadas questões, ideias e abordagens. Para o projecto apresentado
no Esquema 2 podemos sugerir a introdução que mostramos no exemplo seguinte:
Exemplo: «O que afecta a qualidade do ar na nossa região?
Se observarmos atentamente o local em que
vivemos podemos detectar alguns efeitos da
poluição atmosférica. O que polui? Como
polui? Será que o conhecimento da estrutura
e propriedades da matéria nos ajudará a
perceber melhor a poluição na nossa região?
A disponibilização de dados periódicos sobre
a qualidade do ar na imprensa e na Internet
permite compreender melhor as causas e estabelecer relações com os efeitos.
Por fim, importa perguntar: Será que nós próprios também poluímos o ar?»
Depois de apresentar aos alunos duas ou três temáticas seleccionadas pelo professor é
necessário debater com a turma qual será a mais adequada e mais interessante. A
metodologia a seguir pode ser a seguinte:
• As temáticas são apresentadas a partir dos respectivos textos introdutórios.
• O professor pode tecer alguns comentários e fazer sugestões sobre a pertinência,
actualidade e potencialidades de cada uma das temáticas.
• Decidir o tema com base num consenso.
Embora se possam apresentar várias temáticas, é desejável (não obrigatório), que a
turma escolha apenas uma. A escolha de duas ou mais temáticas poderá tornar-se
incontornável face à polarização de interesses dentro da turma.
23
4.2. A definição de situações-problema
De acordo com o modelo aqui proposto, um projecto deve organizar-se através do
tratamento de sub-questões, definidas a partir de uma questão-guia relacionada com a
temática central. Estas sub-questões são concebidas e estruturadas sob a forma de situaçõesproblema.
As situações-problema são situações com relevância tecnológica e/ou social, que
permitem colocar problemas pertinentes e interessantes, cuja resolução origina a construção
de conhecimento conceptuais e o desenvolvimento de conhecimentos processuais (Gouveia,
1997).
Na Tabela 1 damos alguns exemplos de situações-problema agrupadas de acordo com
o tipo de tarefa que podem originar.
Tabela 1 – Alguns exemplos de situações-problema.
Tarefas relacionadas com:
Exemplos de situações-problema
Pesquisa, organização e
produção de informação
y Cartaz – “Como actuar em caso de incêndio?”
y Autocolante – “Poupe energia.”
y Vídeo – “A biodiversidade”
Construção de artefactos
y Como construir um sismógrafo?
y Construir um poliedro.
y Construir modelos moleculares
Resolução de problemas
y Como calcular o consumo de um computador?
y Como medir a área de implantação de um parque infantil?
y Qual a melhor planta para colocar no terraço?
Investigações experimentais
y Como medir a velocidade de um atleta?
y Optimizar o rendimento na síntese do ácido
acetilsalicílico.
y Qual é o melhor detergente?
Abordagem de controvérsias
y A co-incineração. Vantagens e desvantagens.
y Alimentos trangénicos, sim ou não?
y Sondagens e inquéritos: Que verdade?
Organização de eventos
y Campanha de recolha de pilhas usadas.
y Organizar um “almoço saudável” na cantina.
y Simulação de um sismo.
24
As situações-problema contextualizadas em temáticas da actualidade, na experiência
quotidiana dos alunos ou na História da Ciência, são particularmente adequadas para
envolver e motivar os alunos (Stinner, 1995). Também as que despertam nos alunos um alto
grau de curiosidade e mistério poderão constituir bons pontos de partida (Hadzigeorgiou,
1999).
Exemplo: Alguns temas podem não estar relacionados com o quotidiano do
aluno mas tendem a despertar o seu interesse. Situações como: “o pulo de um
astronauta na lua” (forças, movimento, gravidade); “explorando o Titanic”
(pressão hidrostática) ou “a escuridão do espaço e a invisibilidade da luz”
(dispersão e reflexão da luz, cor dos objectos) poderão estimular a curiosidade
dos alunos (adaptado de Hadzigeorgiou, 1999).
As situações-problema devem ser construídas de tal forma que se encontrem dentro da
zona de desenvolvimento próximo2 do aluno. Isto significa que o aluno pode não as
conseguir ultrapassar sozinho, mas que será capaz de encontrar respostas se tiver a ajuda e a
colaboração do professor ou de um colega mais preparado.
Para conceber situações-problema criativas sugere-se :
• A correspondência entre as situações-problema e os conceitos que se pretendem ensinar, de
tal forma que a resolução do problema permita a construção do conceito.
• Utilização de questões técnicas e tecnológicas, de situações da história da Ciência e de
fenómenos respeitantes à natureza e ao meio ambiente, cultural ou social, relacionados com os
conceitos a ensinar.
• Concepção e resolução inicial de problemas qualitativos cuja solução exija a elaboração de
modelos e explicações, para logo se passar a problemas quantitativos concebendo a ciência como
um processo de constante construção de modelos com diferentes poderes explicativos.
• Carácter criativo, lúdico, imaginativo e contextualizado dos problemas. Para cumprir este
último ponto os problemas devem estar relacionados com o meio natural, social e tecnológico em
que vivem os alunos.
Adaptado de García-García, 2000.
2 De acordo com o conceito do psicólogo russo L. Vigotsky.
25
4.3. Organização do projecto
Uma marca importante na nossa proposta reside na escolha criteriosa do tipo de
actividades a realizar. Seguindo a tipologia atrás proposta é possível criar projectos com
base em actividades criativas.
É conveniente que as actividades sejam também diversificadas, uma vez que isso tem
implicações imediatas na motivação dos alunos. Na proposta de projecto que a seguir
mostramos, sugerem-se implicitamente um conjunto diversificado de actividades.
Exemplo: « Bebidas Alcoólicas: caracterizar e conhecer
A ingestão de bebidas
alcoólicas é uma prática
enraizada
na
nossa
sociedade que é aceite em
algumas circunstâncias e
criticada noutras. Mas o
que sabemos nós sobre bebidas alcoólicas? São todas iguais? Quais são os seus
efeitos?
O teor alcoólico é um dos parâmetros físico-químicos mais importantes na
caracterização de uma bebida alcoólica. Conseguiremos determinar o teor
alcoólico de uma bebida no nosso laboratório?
Ingerir bebidas alcoólicas em doses moderadas fará bem à saúde? A polémica
instalou-se recentemente e este é um assunto muito pertinente.
Há, no entanto, que distinguir claramente o consumo moderado do abuso. O
abuso de bebidas alcoólicas é um problema grave na nossa sociedade,
particularmente entre os jovens. Conheceremos as verdadeiras consequências
deste fenómeno? Poderemos informar e sensibilizar os outros?»
O projecto anterior pode incluir, por exemplo, pesquisa de informação (tipos de
bebidas alcoólicas, consequências da ingestão), a resolução de problemas (calculo do
volume de álcool contido numa bebida), abordagem de controvérsia (benefícios das bebidas
alcoólicas), organização de evento (campanha de sensibilização).
26
Para melhor estruturar todo o projecto achamos importante prever actividades que
permitam o envolvimento dos alunos a diferentes níveis. É conveniente existirem
actividades de carácter individual. Podem ser actividades de pesquisa de informação
(bibliográfica, na Internet, etc.). É útil que existam também actividades de grupo como por
exemplo actividades de carácter prático-experiemental. Por fim, para dar unidade ao
projecto e integrar contributos individuais e de pequenos grupos, é útil que exista uma
actividade dirigida à turma. Trata-se, geralmente, de uma actividade de divulgação ou de
conclusão do projecto.
Exemplo: «Perfumes: a arte de usar a natureza.
Perfumes para mulheres e águas de colónia para
homens. Desde a antiguidade que enfeitamos os
nossos odores com aromas e essências. A ciência e a
tecnologia evoluíram e com elas a perfumaria.
Haverá
histórias
interessantes
a
contar
e
curiosidades a revelar?
Antigamente as essências obtinham-se por extracção
e purificação a partir de matérias vegetais e animais.
Quais são as espécies vegetais mais utilizadas?
Poderemos fazer um herbário com plantas aromáticas?
Por fim, há que testar o perfume obtido. Mas os testes em animais são motivo
de debate e controvérsia. Qual é a nossa opinião?
Note-se a sugestão de trabalho individual (pesquisa sobre a história dos perfumes), a
actividade de grupo (construção de um herbário) e a sugestão de um trabalho para a turma
(debate sobre testes em animais).
Interessa proporcionar oportunidades para a elaboração de produtos concretos. A
definição e elaboração de produtos concretos têm uma importância fulcral na concepção e
avaliação do projecto.
27
4.4. Os produtos concretos
A execução de um projecto deve implicar a elaboração de produtos concretos. A
concepção e produtos concretos permitem promover a aprendizagem porque implica uma
organização e estruturação de informação. A divulgação dos produtos obtidos é um aspecto
fundamental a ter em conta, pois a comunicação é um dos principais factores de
reformulação e reorganização das ideias (Singer et al. 2000).
Figura 1 - Cartaz realizado no âmbito do programa PROSEPE.
Sugerimos, na Tabela 2, um conjunto diversificado de produtos que podem ser obtidos
no final do projecto, ou então resultar da concretização actividades parcelares.
Figura 2 - Página Web realizado no âmbito do concurso
«Jovem Consumidor Europeu».
28
Tabela 2 – Produtos concretos.
• relatório
Pode ser elaborado de acordo com o formato mais tradicional
ou de forma mais livre (simples relato).
• Comunicação oral
A verbalização de ideias é uma poderosa ferramenta na
construção de conceitos. A comunicação oral poderá ser mais
espontânea ou mais formal (com limite de tempo, suportes
audiovisuais, etc.)
• Página Internet/apresentação
De efeito espectacular. A interactividade é um ponto a
valorizar. Há que não descurar a qualidade da mensagem.
• Artefacto
Objectos tridimensionais: modelos (por ex. modelo
molecular), mecanismos (campainha) ou modelo (vulcão).
• Memória descritiva
Descrição das especificações (finalidades, características e
modo de funcionamento) de um artefacto.
• Material audiovisual
Pode ser do tipo “evento” (vídeo do trabalho de campo,
gravação do debate, etc.) ou do tipo “documentário”. Este
último implica trabalho suplementar na construção do guião e
na montagem.
• Artigo/notícia
Se for um artigo de carácter científico tem a estrutura de um
relatório científico. Uma notícia de divulgação tem um
carácter mais jornalístico.
• Poster/cartaz/desdobrável
Os materiais utilizados, as imagens, a concepção gráfica, as
ideias chave a transmitir, constituem os pontos fulcrais. Se
for um poster de carácter científico é desenvolvido de acordo
com a estrutura de um relatório.
• Dossier
Trabalho escrito de carácter mais esquemático (por exemplo,
organizado por folhas ou fichas, com tópicos) com concepção
mais imaginativa (estrutura, grafismo, imagem, etc.).
• Monografia
Trabalho escrito original que resulta essencialmente de
pesquisa documental.
29
5. Nível de Desenvolvimento - A concepção de um projecto
As teorias construtivistas fornecem-nos algumas pistas importantes sobre a forma
como se devem orientar as práticas de ensino. Sabemos que o aluno interpreta o que está a
aprender à luz dos conhecimentos e crenças que já possui. As perspectivas social-construtivistas acentuam a importância das interacções sociais como factor mediador do
processo de aprendizagem. Um dos aspectos mais importantes destas teorias, é o facto de
implicarem a responsabilização de quem aprende. Este aspecto é muito importante porque
atribui aos alunos um papel mais activo do que aquele que lhe é reservado no ensino
tradicional. Eles devem ser chamados a construir o seu próprio conhecimento num contexto
social e em inter-relação com a comunidade educativa.
Mas isto não significa que, num ensino com base em projectos, os alunos sejam os
únicos responsáveis pela definição de percursos a trilhar e de produtos a conceber. Tal
posição assenta num equívoco, que confunde autonomia e criatividade com a execução
imediata dos seus impulsos e caprichos do aluno. Discutiremos esta ideia a seguir.
5.1. O papel do aluno e do professor
O papel atribuído ao professor na definição e orientação do projecto pode situar-se em
duas posições estremas: a total ausência de intervenção do professor na definição e na
condução dos trabalhos ou então uma intervenção constante na organização do trabalho dos
alunos e por vezes até a realização de actividades necessárias à consecução do projecto.
Alguns autores têm reflectido acerca do papel a atribuir a professores e alunos na
implementação de um ensino com base em projectos. Referem-se, com frequência, à
importância do papel do professor.
31
O papel do professor consiste em ajudar os alunos a converter os seus interesses e desejos em
projectos, no sentido de acções reflectidas e planeadas. Este tipo de intervenção da parte do
professor – que não só admite, como implica, a apresentação de sugestões e mesmo propostas de
trabalho – não restringe a liberdade dos alunos, pelo contrário ajuda-os a exercê-la. De resto, as
ideias dos alunos sobre as actividades que gostariam de realizar têm alguma origem e não se
compreende por que razão uma sugestão vinda do professor (que tem mais experiência e um
horizonte mais amplo) não seria, no mínimo, tão válida como uma sugestão vinda de uma outra
fonte que pode mesmo ser mais ou menos acidental.
Adaptado de Abrantes, 1995.
Um projecto pedagógico deve ser criado a partir das intenções educativas dos intervenientes, o
que pressupõe uma troca em torno das concepções de cada um sobre a realidade abrangida pelo
projecto. O objecto de estudo - preferencialmente um problema - é assumido e partilhado pelos
professores e alunos, isso não significa que o projecto tenha necessariamente a sua origem no
próprio aluno sendo, contudo, fundamental o seu empenhamento.
Adaptado de Figueiredo, 2000.
Apesar do interesse não excluir o esforço voluntário, nem a disciplina livremente aceite, há
uma tendência para, a pretexto de preservar a “espontaneidade natural” e a liberdade do jovem,
não se estruturarem actividades curriculares estimulantes com o receio de que venham a
contrariar interesses pessoais dos alunos. Tal perspectiva vai no sentido de uma rotina intuitiva,
de um individualismo anárquico, de uma hipertrofia de interesses individuais, de uma tendência
de cada um se situar independentemente dos outros e a afastar-se de uma pedagogia de
cooperação.
Adaptado de Santos, 1994.
É importante evitar algumas situações comuns no desenvolvimento de projectos que
podem contribuir para a sua ineficácia educativa (Cosme & Trindade, 2001b):
• concepção espontaneísta, que se caracteriza pela ausência ou definição ambígua de
objectivos. O projecto tende a desenvolver-se ao sabor dos acontecimentos sob pretexto
da liberdade de iniciativa.
• obsessão produtivista, que se caracteriza pela valorização dos produtos em detrimento
das aprendizagens.
• obsessão tecnocrática, que se manifesta pelo cuidado excessivo na elaboração dos
instrumentos e pelo perfeccionismo dos processos que, muitas vezes tendem a
subvalorizar o papel do aluno.
32
Resta saber de que modo pode se envolver os alunos na definição do projecto, de
forma a torná-lo mais próximo das suas expectativas e desejos mas, simultaneamente,
relevante do ponto de vista educativo e útil para a comunidade onde se desenvolve.
5.2. Maior envolvimento dos alunos
A definição e a concepção de projectos por parte dos alunos (ou em colaboração com
eles) requerem que tenham uma visão estratégica que geralmente é atribuída ao gestor de um
projecto. Propomos por isso uma abordagem diferente daquela que é sugerida no capítulo
anterior. O aprofundamento da nossa proposta que aí fizemos integra agora, e de forma mais
consistente, o modo de problematização veiculada pela perspectiva de Ensino por Pesquisa.
Pretende-se com tal problematização envolver os alunos na definição do tema a abordar e da
forma como o projecto se pode desenvolver.
A problematização constitui uma marca fundamental da perspectiva de Ensino por Pesquisa e
nele se encontram três pólos em interacção.
Temas CTS
Currículo
Ciência Tecnologia
Sociedade
Saberes do
Aluno
Pessoais
Académicos
Culturais Sociais
Estes três pólos estão permanentemente em interacção podendo “aproximar-se” ou “afastar-se”
entre si formando um triângulo de tensões que procuraremos reduzir.
Adaptado de: Cachapuz, 2000.
A problematização inicia-se com uma discussão prévia na aula, na qual os aluno são
convidados a definir um tema para o projecto com base em três questões orientadoras. Estas
questões não precisão ter respostas explicitas, mas conferem uma primeira orientação que
33
baliza as escolhas e decisões dos alunos. O Esquema 3 evidencia a articulação entre as
questões. Esta discussão prévia pode ser precedida de pesquisa exploratória acerca de temas
de interesse ou tópicos sobre o tema do projecto. A escolha do tema pode ficar em suspenso
até se obter informações adicionais.
Esquema 3 – Definição de um tema para o projecto.
O que é importante
fazermos?
O que podemos fazer?
Conteúdos programáticos
Relevância CTSA
Condições materiais
Impacto na comunidade
Tempo disponível
O que queremos fazer?
Experiência/competências
Motivação
Nos pontos seguintes desenvolveremos as principais ideias subjacentes à definição
destas três dimensões, procurando clarificar as iniciativas que permitirão organizar a
concepção de um projecto por parte dos alunos.
«O que podemos fazer?»
A resposta a esta questão remete-nos para a concepção de projectos que sejam
executáveis, tendo em consideração constrangimentos inerentes ao próprio sistema
educativo. O Projecto a desenvolver deve estar enquadrado na matriz da disciplina ou área
curricular no âmbito da qual está a ser realizado. Obviamente não se defende aqui uma visão
estreita de currículo, presa a conteúdos e objectos de ensino específicos. Contudo, tratandose de um projecto de ciências, a desenvolver numa determinada disciplina ou área curricular,
interessa que se mantenha dentro das orientações curriculares.
34
É importante que, alunos e professores, analisem o programa procurando definir
referenciais para as aprendizagens, tais como as são as metas de ensino para a disciplina,
área curricular ou ciclo de estudos. Uma forma prática gerar ideias pode passar pela análise
de manuais escolares, pois estes são os principais veículos do currículo junto dos alunos e
são particularmente adaptados ao seu grau de desenvolvimento. A análise de vários manuais
escolares permitirá encontrar tarefas, actividades, problemas, trabalhos práticos e
laboratoriais passíveis de se transformarem em situações-problema motivadoras e
exequíveis. Podem, elas próprias, ser geradoras de ideias e propostas de projectos.
Exemplo: A pesquisa em manuais escolares permite encontrar actividades
interessantes, exequíveis e motivadoras. Apresentamos a seguir alguns exemplos.
• Ajudar animais - Comedouros para pássaros.
• Construir um periscópio.
• Separação de corantes alimentares por cromatografia.
• Capacidade de neutralização de um comprimido antiácido.
• Como pode o solo ser destruído? Barreiras contra a erosão.
• Fotografar pedras cintilantes.
• Determinação do pH de um solo.
• Observação do céu nocturno.
• Como fazer um aquário.
Por vezes, é a possibilidade de realizar determinado tipo de actividade que suscita a
abordagem de uma temática. Se existe um fotómetro de campo é possível, por exemplo,
integrar análise de águas num projecto e desenvolver um projecto sobre a qualidade da água.
É fundamental que professores e alunos estejam atentos aos recursos disponíveis na escola e
no meio envolvente.
Em níveis mais avançados as situações-problema podem ser concebidas em
colaboração com os alunos. Esta cooperação permitirá encontrar propostas mais
interessantes e motivadoras tanto para os alunos como para os professores.
35
«O que é importante fazermos?»
Procuramos aqui questionar a utilidade ao nosso projecto, não tanto do ponto de vista
das aprendizagens individuais, mas mais do ponto de vista da relevância para a comunidade
envolvente. Trata-se agora de saber como podemos tornar o nosso projecto interessante para
outros (comunidade escolar ou local).
É fundamental que o projecto inclua actividades de comunicação e de divulgação, de
preferência dirigidas para a comunidade envolvente e não apenas para aqueles que
participam no projecto. Actividades tais como, palestras, debates, exposições, campanhas,
uso da comunicação social, etc. tornarão o projecto mais visível.
Tratando-se de um projecto na área das ciências, parece-nos útil usar uma temática de
carácter CTSA, isto é, uma temática na qual se realcem múltiplas relações entre a ciência, a
tecnologia a sociedade e o ambiente.
Considera-se, hoje em dia, que a educação em ciência deverá preocupar-se não só com a
aprendizagem de um corpo de conhecimentos ou de processos da ciência, mas também garantir
que tais aprendizagens se tornem úteis no dia a dia, no sentido de contribuírem para o
desenvolvimento pessoal e social dos jovens. Apesar da controvérsia à volta das propostas de
mudança curricular com tais intenções, há já algumas pistas de investigação que vão ganhando
relevância. É assim cada vez maior o apelo à abordagem de temas/problemas do quotidiano que
irão permitir reflectir sobre os processos da ciência e da tecnologia, bem como as suas interrelações com a sociedade e ambiente – Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente.
Adaptado de Cachapuz, Praia & Jorge, 2000.
Uma das maiores vantagens da abordagem CTSA é a de conseguir fortalecer os laços
entre a escola e a comunidade envolvente. O envolvimento com a comunidade permite não
só o estudo de problemas ou temáticas reais (locais, regionais ou globais) mas, em algumas
situações, intervir directamente na própria comunidade. Assim, as perspectivas CTSA
apontam no sentido não apenas de compreender as realidades envolventes, mas também de
actuar sobre ela.
36
O Quadro 2 mostra algumas temáticas de grande interesse educativo de acordo com a
perspectiva CTSA. Este quadro pode ser apresentado, a título de exemplo, aos alunos.
Quadro 2 – Temáticas CTSA.
♦ Uso do solo.
♦ Substâncias perigosas.
♦ Qualidade do ar e da atmosfera.
♦ Tecnologias de guerra.
♦ Recursos energéticos.
♦ Higiene e limpeza.
♦ Reservas alimentares.
♦ Biodiversidade.
♦ Saúde e doenças humanas.
♦ Reactores nucleares.
♦ Exploração do espaço.
♦ Recursos minerais.
Podemos usar outras tipologias. No Quadro 3 definem-se cinco grandes áreas de
intervenção, de reconhecido interesse educativo. Também elas podem orientar a escolha do
tema a desenvolver em projectos de ciências.
Quadro 3 – Finalidades de projectos.
Temas Gerais
Indicador
Educação científica
Projectos que procuram desenvolver competências científicas
e/ou cultura científica.
Educação tecnológica
Projectos que procuram desenvolver competências relacionadas
com a tecnologia e/ou cultura tecnológica.
Educação para a saúde
Projectos que procuram promover estilos de vida que
proporcionem atitudes e comportamentos desejáveis e
saudáveis (Pestana, 1994).
Educação do consumidor
Projectos que procuram educar consumidores capazes de
efectuar escolhas esclarecidas de bens e serviços e adquirir
consciência dos seus direitos e das suas responsabilidades
(Correia e Santos, 1997).
Educação para a segurança
rodoviária
Projectos que procuram sensibilizar para a prevenção
rodoviária.
Educação para a segurança e
protecção civil
Projectos que procuram sensibilizar para a prevenção de riscos
colectivos inerentes a situações de acidente grave, catástrofes
ou calamidades, de origem natural ou tecnológica, e para os
modos de atenuar os seus efeitos e socorrer pessoas em perigo,
quando tais situações ocorrem (Nova, 1997).
Educação para o ambiente
Projectos que procuram formar uma população consciente e
preocupada com o ambiente e em relação a problemas com ele
relacionados (Nova, 1994).
37
O que queremos fazer?
Interessa, por fim, equacionar não só os aspectos ligados à motivação, à vontade, mas
também os aspectos relacionados com as capacidades individuais ou de grupo. Um projecto
demasiado ambicioso pode resultar em desmotivação quando não é possível atingir algumas
das metas inicialmente definidas.
Tal como refere Perrenoud na citação inicial, o projecto deve comportar uma dose de
sonho, que alimente a motivação, mas, ao mesmo tempo, de realismo, que o torne exequível.
Como também já vimos, os projectos que implicam a abordagem de problemas reais e
o recurso a parcerias com a comunidade são potenciadores do envolvimento cognitivo e
afectivo dos alunos. Projectos relevantes para a comunidade tornam-se mais interessantes e
mais motivadores para os alunos.
Num estudo por nós efectuado (Ferreira, 2003), verificámos que programas e
concursos propostos por entidades exteriores à escola (por exemplo, Ciência Viva, Prosepe,
etc.) geram uma maior qualidade dos projectos propostos. Esses programas e concursos
implicam uma dinâmica muito própria, nomeadamente no que se refere à reflexão sobre
problemáticas educativas da actualidade e à afectação de recursos humanos e materiais.
Apontamos, nesse trabalho, para a inclusão de projectos nestes programas ou noutros
eventos de organização exterior à escola, pois eles mostraram potenciadores da qualidade e
visibilidade dos projectos.
38
5.3. Passar à prática
As orientações dadas até aqui podem ser ainda demasiado genéricas e teóricas para
organizar as escolhas e decisões dos alunos. Por isso vamos sugerir uma intervenção mais
pragmática, que, não dispensando a discussão proposta com base nas três questões
anteriores, permite concretizar a concepção de um projecto.
Podemos propor aos alunos que escolham três actividades relacionadas entre si e que
possam ser articuladas na realização do projecto:
• Actividade de investigação experimental, seleccionada a partir de um manual escolar de
ciências - a realizar em grupo.
• Actividade de pesquisa e produção de informação, relacionada com o tema da
actividade anterior - a realizar individualmente.
• Actividade de divulgação que pode usar os resultados/produtos obtidos nas duas
actividades anteriores- a realizar pela turma.
Afinal a definição do projecto pode seguir caminhos muito menos lineares do que
aquele que inicialmente poderíamos admitir. Neste caso o que define o tema do projecto é a
possibilidade de realizar uma determinada actividade, potencialmente motivadora ou
potencialmente relevante. É a partir dela que se escolhe um tema geral para o projecto.
Podemos então definir outras actividades, eventualmente motivadoras, ou menos exigentes
do ponto de vista da necessidade de condições materiais, mas que permitem aprofundar a
temática geral.
Esquema 4 – Organização de um projecto partindo
de uma actividade motivadora e exequível.
Actividade
motivadora e exequível
Temática
Actividade A
Actividade B
39
Actividade C
No exemplo seguinte estruturamos um projecto a partir da disponibilidade de um kit
de análise de plásticos, um equipamento que permite identificar os plásticos mais comuns
usados em embalagem.
É assim possível construir uma actividade prática potencialmente motivadora que
permita dar algumas respostas a questões úteis tais como: Que tipos de plástico podemos
encontrar no nosso lixo doméstico? Em que quantidades relativas? São, todos eles,
plásticos recicláveis? Poderão ser incinerados?
Estas questões sugerem o desenvolvimento de um projecto de educação ambiental
sobre utilização racional de recursos. No Esquema 5 damos conta de como este projecto
pode ser construído.
Esquema 5 – Organização do projecto
«Plásticos: depois de os usar que destino lhes dar?»
Análise de Plásticos
Conhecero os RSU
Plásticos: Depois de
usar que destino lhes dar?
Que tipos de plástico
existem?
PVC
PS
PP
PP
PET
PET
Política dos 3 R’s
...
Reduzir
Reduzir
Reutilizar
Reutilizar
Reciclar
Reciclar
Campanha de
sensibilização
A proposta não é muito elaborada mas contempla, em linhas gerais, as nossas
exigências relativamente à qualidade de um projecto.
40
6. A Avaliação
Alguns autores, defendem que se a motivação provier apenas da necessidade de obter
boas notas, o aluno tenderá a assumir uma postura mais defensiva, evitando tarefas
complexas ou abordagens que possam levar à detecção de erros por parte do professor
(Abrantes, 1995).
Contudo, do nosso ponto de vista, desligar o projecto da avaliação pode ser um
primeiro passo para a desmotivação e o insucesso.
Se a avaliação deve reflectir as várias dimensões do processo educativo e do trabalho
escolar, o projecto é também uma actividade escolar à qual decidimos dar um estatuto de
relevo. Se é importante do ponto de vista educativo, deve sê-lo também na hora da
avaliação. O aluno que realiza um bom trabalho, de forma consciente e empenhada, deve ser
avaliado e obter uma classificação compatível com o seu esforço e dedicação e com as
aprendizagens que realizou.
A avaliação do projecto não pode simplesmente ser remetida para avaliação informal,
diluindo-se com outras componentes, perdendo peso e significado. A avaliação de projectos
deve considerar duas vertentes, uma relativa aos produtos - aqui entendidos como resultados
concretos, partilháveis, produzidos pelos alunos e outra relativa aos resultados da
aprendizagem - que dizem não só respeito aos conceitos construídos mas também às
competências desenvolvidas.
«No trabalho de projecto, os produtos finais desempenham um papel dominante. Ao
materializarem a resposta ao problema em estudo dão sentido e unidade às tarefas de vários tipos
que se vão realizando ao longo do desenvolvimento do projecto. Além disso, estes produtos são a
face visível do trabalho dos alunos, aquilo que pode ser apreciado e discutido por outros, abrindo
novas possibilidades de reflexão dos autores sobre o seu próprio trabalho. Por isso, não parece
aceitável que os produtos criados pelos alunos sejam considerados secundários, sob o argumento
de que aquilo que se importa é o que se aprendeu durante o processo. Os produtos de um
projecto não são um mero pretexto para se aprender alguns tópicos do programa; a sua criação
pelos alunos e as aprendizagens são aspectos intimamente ligados.»
Abrantes, 1995, p. 100.
41
A avaliação pode estar associada a produtos concretos, produzidos no âmbito do
projecto. O peso relativo dos trabalhos realizados pode, e deve, ser negociado com os
alunos, de forma que fique totalmente clara a intenção de os valorizar. O peso da avaliação
do projecto, relativamente à nota final de uma disciplina ou área disciplinar, deve espelhar o
trabalho realizado e o tempo despendido, que nas aulas, quer fora delas.
A avaliação formativa reveste-se de particular importância, pois o professor deve ter
uma disponibilidade acrescida, ver e a rever os rascunhos dos trabalhos, dando sugestões e
orientações, até se chegar a um trabalho final de qualidade. É esta intervenção que funciona
como avaliação formativa e é, talvez, uma das diferenças mais importantes em relação à
avaliação e classificação de outro tipo de trabalhos escolares, nos quais se avalia apenas um
produto acabado.
A avaliação de um projecto não pode ficar-se pelos conceitos e competências,
esquecendo as atitudes e os valores. Mas as dificuldades inerentes à avaliação de atitudes e
valores não podem ser negligenciadas, em particular quando se procura individualizar para
cada aluno. Uma sugestão para ultrapassar esta dificuldade consiste em realizar a avaliação
de grupos de alunos, ou mesmo de toda a turma. Interessará saber se o grupo está a evoluir
em determinado sentido. Se não for esse o caso, então poderão definir-se estratégias que
promovam atitudes mais positivas (Dawson, 1997).
Exemplo: Se os alunos demonstram desmotivação geral face à evolução do
projecto, o professor poderá fazer uma pausa e mostrar um filme com argumento
que relate determinação e persistência (por exemplo, “Apollo XIII”).
42
7. Formas de enriquecer um projecto
Didáctica das Ciências constitui um domínio especializado de investigação e
conhecimento ainda emergente. Contudo fornece já um útil contributo no que respeita à
inovação e formação, relacionadas com o ensino e a aprendizagem de ciências. Refira-se que
este contributo é inovador, no sentido em que preconiza um distanciamento em relação às
práticas mais tradicionais levadas a cabo nas nossas escolas. Não significa isso que este ideal
de inovação constitua uma perspectiva actual pois estas ideais há muito são preconizadas
pela Didáctica das Ciências. O desafio, hoje em dia, parece estar no reforço, organização e
ampliação de estudos e experiências, cujo valor é largamente reconhecido no âmbito das
comunidades académicas mas que não estão ainda suficientemente divulgados junto dos
professores.
Nesta secção procuraremos apontar algumas formas mais concretas de promover um
ensino das ciências de qualidade. Procuraremos enriquecer a construção das situações
problema, isto é, das tarefas a desenvolver no âmbito dos projectos, com diversos
contributos da Didáctica das Ciências. Valorizaremos aspectos tais como:
• a interacção entre Ciência, Tecnologia e Sociedade;
• a História e a Filosofia da Ciência;
• a interdisciplinaridade dos saberes
• as tarefas com base na resolução de problemas
• as tarefas com base em investigações experimentais
• as tarefas com base na abordagem de controvérsias.
43
7.1. A importância da história e filosofia da ciência
A educação em ciência não deve resumir-se à aprendizagem dos conteúdos e dos
processos mas incluir também a aprendizagem de aspectos vários relacionados com a
Natureza da Ciência.
“É por vezes conveniente pensar na educação em ciências como tendo três aspectos relevantes:
Aprender ciência - Adquirir uma larga variedade de conceitos e tornar-se familiar com algumas
das teorias científicas mais importantes.
Aprender sobre ciência – Ganhar alguma compreensão da natureza da ciência e da prática
científica, e uma apreciação do relacionamento complexo entre ciência, tecnologia e sociedade.
Fazer ciência – Adquirir os conhecimentos e competências necessárias para empreender
pesquisas científicas e utilizar essa perícia para conduzir pesquisas reais, umas vezes
autonomamente, outras sob direcção do professor.”
Hodson, 1992, p. 65.
Entende-se, hoje em dia, que a História e a Filosofia da Ciência podem dar um
contributo importante para uma compreensão mais completa do que é o conhecimento
científico e o conhecimento sobre a Ciência.
Uma concepção de Ciência segundo a qual as leis e teorias são representações fiéis do
mundo, construídas de forma indutiva a partir de observações tidas como neutras, seguras e
certas, tem sido fortemente contestada pela chamada Nova Filosofia das Ciências.
Este novo olhar sobre a filosofia da ciência implica uma inevitável reflexão dos
professores acerca da forma como organizam o seu ensino (Cachapuz & Praia, 1998). No
texto seguinte enumeram-se alguns princípios relativos à Nova Filosófica das Ciências
44
A perspectiva actualmente considerada desejável para o entendimento da ciência pode, em
diferentes mas convergentes aspectos do ensino, passar para os alunos. A imagem da ciência
organizada pela Nova Filosofia da Ciência segue princípios consensuais que a seguir resumimos:
1. As observações não dão acesso imediato e directo a conhecimento factual seguro, mas são
dependentes da teoria e devem ser interpretados à luz dos pressupostos das teorias aceites.
2. Os conceitos e as teorias são produzidos por actos criativos de abstracção e invenção e não
provêm directamente da observação por processo de generalização indutiva.
3. O conhecimento científico não pode ser confundido com verdade absoluta, ou seja, tem um
estatuto temporário e os erros devem ser objecto de reflexão.
4. As descobertas têm contexto e estrutura que a história da ciência ajuda a compreender.
5. Não existe um método único de produção de conhecimento científico.
6. A ciência não é neutra e aproblemática mas nutre uma inter-relação estreita com a tecnologia
e com dimensões sociológicas, nomeadamente económica, política e ética.
Adaptado de Paixão, 1998.
A valorização da história da ciência no ensino pode permitir entre outros aspectos
(Paixão, 1998):
• aumentar o interesse e a motivação;
• demonstrar que a ciência é mutável e alterável;
• desenvolver uma melhor atitude pública face à ciência;
• humanizar a ciência.
No entanto, a História da Ciência não pode ficar-se apenas pela referência a figuras
ilustres ou pelo registo de episódios heróicos e/ou anedóticos. Deve incorporar elementos
tecnológicos, políticos e sócio-culturais, que ajudarão a inserir a construção do
conhecimento científico num quadro de referência mais alargado.
A vertente histórica do ensino das Ciências tem sido considerada de forma inadequada.
Algumas das deformações mais comuns estão presentes nas tendências seguintes:
1. apontar o passado como um antecedente crescente e linear do presente, sem ter em conta os
contextos culturais da época;
2. avaliar a construção do conhecimento científico de uma determinada época com os
princípios epistemológicos do nosso tempo e transportando para o “julgamento” do passado os
valores culturais da sociedade ocidental;
3. sobrevalorizar a ideia de história como resultante da acção de “grandes homens”, em
detrimento das equipas de investigadores e esquecendo a importância dos contextos históricos,
sociais e culturais;
4. referir apenas os sucessos, ignorando os debates e os conflitos;
5. salientar o papel das individualidades masculinas e se possível do mundo ocidental,
desvalorizando e ignorando o carácter colectivo do empreendimento da ciência.
Adaptado de Cachapuz, Praia, Paixão & Martins, 2000.
45
A possibilidade de utilizar a História da Ciência em projectos ao nível do ensino
básico e secundário pode passar pelo recurso a livros de divulgação científica. Muitas vezes,
estes livros apresentam narrativas que mostram o cientista como pessoa que articula as suas
ideias com o pensamento científico e a cultura dominante da época em que viveram.
Exemplo: Qualquer um dos seguintes livros de divulgação científica relata
episódios interessantes da história da ciência, por vezes narrados pelos
próprios intervenientes:
• Cinco equações que mudaram o mundo, Michael Guillen;
• O cérebro de Broca, Carl Sagan;
• O polegar do panda, Sthephan Jay Gould;
• Nos bastidores da ciência, Sebastião Formosinho.
Algumas publicações periódicas, tais como a Gazeta da Física ou o boletim Química
(da Sociedade Portuguesa de Química), têm por hábito publicar artigos interessantes sobre
história da Ciência. Estes artigos podem ser bons pontos de partida para abordagem de
determinadas temáticas.
Quando falamos em história da ciência não nos referimos apenas a história relativa aos
primórdios da ciência, mas também a episódios históricos mais recentes, que pela
proximidade temporal podem representar uma riqueza acrescida.
Interessa, sobretudo, que o projecto incorpore abordagens históricas de temas relativos
à ciência e tecnologia, pois tais abordagens podem ser potenciadoras de aprendizagens
importantes, relativamente à natureza da ciência, nomeadamente sobre a evolução e
construção do conhecimento científico e as múltiplas relações entre ciência tecnologia e
sociedade.
46
7.2. Abordagens interdisciplinares
A valorização da interdisciplinaridade no ensino das ciências decorre do facto de, cada
vez mais, a resolução de problemas reais implicar, quase sempre, uma visão não
compartimentada do conhecimento.
Os termos interdisciplinaridade e transdisciplinaridade, aos quais se juntam
pluridisciplinaridade e multidisciplinaridade, são usados na terminologia pedagógica sem
que para eles se defina um significado inequívoco.
As definições atribuídas a cada uma destas designações não são consensuais.
Seguimos, por isso, um acordo terminológico e conceptual (Pombo, Guimarães & Levy,
1994: 10) no qual se considere a pluridisciplinaridade, a interdisciplinaridade e a
transdisciplinaridade como conceitos que reflectem um processo progressivo de integração
disciplinar, sem que se possam estabelecer fronteiras claras entre eles3.
Assim, a pluridisciplinaridade encontrar-se-á no extremo de integração mínima e
corresponderá a uma justaposição de disciplinas.
Exemplo: Os professores de matemática e química fazem uma simples
articulação quando combinam que a função logarítimica seja abordada antes
do conceito de pH.
A
transdisciplinaridade
encontrar-se-á
no
extremo
de
integração
máxima
correspondendo à unificação de duas ou mais disciplinas tendo por base a construção de uma
linguagem comum. Isto implicaria não só uma sobreposição das áreas de interesse, mas
também uma troca de processos e métodos .
3 Os termos multidisciplinaridade e pluridisciplinaridade tem um significado próximo.
47
Exemplo: Num projecto pretende-se abordar a temática “alimentação
equilibrada”. Este projecto poderá integrar, entre outros, vários conceitos da
biologia (valor energético dos alimentos, metabolismo, etc.), da química
(compostos, reacções químicas, entalpia de reacção, etc.), da física
(conservação, transferência, degradação, unidades de energia, etc.) e da
matemática (equações, proporções, percentagens, etc.). Esta abordagem
envolverá a mobilização de métodos e processos transversais às várias
disciplinas, tais como a pesquisa de informação, a resolução de problemas, etc.
A interdisciplinaridade situar-se-ia, entre os dois extremos atrás referidos e
corresponderá à combinação possível entre disciplinas.
Figura 3 - Diversos graus de integração disciplinar.
Adaptado de Pombo, Guimarães & Levy (1994).
Integração
mínima
Integração
máxima
pluridisciplinaridade
interdisciplinaridade
coordenação
combinação
transdisciplinaridade
fusão
A propósito da interdisciplinaridade, Figueiredo (2001) refere que alguns especialistas
a entendem como um fim em si mesmo, enquanto outros a consideram um modo de
organizar os conteúdos de ensino. Concordamos com Cosme e Trindade (2001b) para quem
a interdisciplinaridade não deve ser entendia como um constrangimento curricular. Santos
(1994) destaca duas abordagens de interdisciplinaridade: a interdisciplinaridade em abstracto
e a interdisciplinaridade em acção. A primeira, concebe uma espécie de super ciência, isto é,
um discurso que estaria para além das disciplinas particulares. Na segunda, entende-a como
uma prática específica no sentido da abordagem de problemas da existência quotidiana.
Desmistifique-se, portanto, uma perspectiva única de interdisciplinaridade, como objectivo
per si, sem outras funções para além da unificação de saberes disciplinares. A
interdisciplinaridade pode ser um meio para atingir um fim (a resolução de um problema
concreto), e não necessariamente um fim em si mesmo.
48
Se situarmos esta análise no âmbito do ensino secundário, onde a complexidade do
conhecimento é crescente, interessa também considerar as situações onde se configura a
existência de áreas disciplinares mais ou menos autónomas dentro de uma mesma disciplina.
Surge então o conceito de intradisciplinaridade para designar as integrações possíveis entre
áreas distintas dentro de uma disciplina (Pombo, Guimarães & Levy, 1994).
Exemplo: A integração entre a cinemática e a dinâmica permite abordar
determinados problemas de física.
O mais importante é que a interdisciplinaridade não constitua um constrangimento na
concepção e implementação do projecto (Cosme e Trindade, 2000a). Provavelmente, ela
decorrerá da natureza da própria problemática a abordar. O trabalho de cooperação entre
professores de diferentes disciplinas constitui, no nosso entender, a melhor forma de
promover a interdisciplinaridade no âmbito da realização de projectos.
49
7.3. Tarefas com base na resolução de problemas
A resolução de problemas é uma actividade central no ensino das Ciências porque
permite desenvolver, além de conhecimento conceptual, conhecimento processual e
competências tais como: recolher informação, planear, formular hipóteses, controlar
variáveis, etc. Permite também desenvolver diversas competências sociais e de
comunicação, e ainda capacidades mais complexas como a metacognição4, a criatividade, a
persistência e a autoconfiança (Martins & Veiga, 1999; Lopes, 1994).
A resolução de problemas tem também um importante papel na motivação já que, na
sua maioria, os alunos gostam de experimentar desafios, enfrentar dificuldades, ultrapassar
obstáculos. A resolução de problemas constitui uma forma de aproveitar esta potencialidade
para uma aprendizagem mais eficiente (Lopes, 1994).
Muitas vezes confunde-se a resolução de problemas com a resolução de meros
exercícios. Embora não existam fronteiras bem definidas entre exercícios e problemas, há
certas características que os destinguem. A Tabela 3 seguinte sintetiza algumas dessas
diferenças.
Tabela 3 - Características de exercícios e problemas (adaptado de Gouveia, 2000)
Exercícios
Problemas
• Dados são explícitos e em número necessário e
suficiente.
• Dados estão implícitos na situação ou
descrição.
• Caminho de resolução é único.
• Existem vários caminhos de resolução.
• Solução é única.
• Podem ter várias soluções.
• O obstáculo é reduzido; são dadas questões de
orientação.
• Grande obstáculo. Não se consegue ver uma
resposta imediata.
• Podem ser resolvidos através da memorização e • Envolve capacidades cognitivas,
reprodução ou aplicação de um algoritmo.
metacognitivas, afectivas e psicomotoras.
4 Metacognição – conhecimento da forma como se pensa. “Pensar sobre o pensar”.
50
Os problemas abertos, ou seja, aqueles para os quais existe mais do que um caminho
de resolução e/ou com mais do que uma solução, requerem que os alunos façam escolhas e
tomem decisões. Isso é uma garantia de que terão de pensar pela sua cabeça para resolver o
problema. Sendo assim, é importante considerar algumas alterações na formulação dos
problemas que podem passar por (Campanario, 2000):
• eliminar dos enunciados tudo o que fomenta as abordagens mecânicas e repetitivas,
nomeadamente os dados numéricos;
• eliminar dos enunciados todas as possíveis referências explícitas ou implícitas a
algoritmos estereotipados de resolução.
Nos pontos seguintes sugerem-se algumas ideias para a formulação de problemas:
1. Os problemas podem ser formulados tendo por base situações reais. As situações
reais permitem contextualizações mais consistentes.
Exemplo: As duas questões seguintes envolvem fundamentalmente os mesmos
conceitos mas a segunda está contextualizada e fornece um conjunto alargado
de informação que é necessário seleccionar e analisar criticamente.
Um Porsche 911 Turbo atinge a velocidade de 100 km/h, a partir do repouso, em 4,9 s. Supõe que o
movimento é rectilíneo e calcula, para o intervalo de tempo referido:
a) a aceleração média;
b) o espaço percorrido, supondo a aceleração constante.
Um condutor, que mora a 150 m de uma via rápida, sai de casa no seu SEAT AROSA 1.0 e, ao entrar na
via rápida é autuado por conduzir a uma velocidade superior à permitida na referida via. Em tribunal é
ilibado, tendo os argumentos da defesa incidido fundamentalmente em características do automóvel.
Quais terão sido os argumentos da defesa?
CARACTERÍSTICAS DO SEAT AREOSA 1.0
Peso: 864 kg Dimensões: comprimento – 3,536 m; largura – 1,460 m; altura – 2,323 m
Velocidade máxima: 150 km/h
Aceleração (0-100 km/h): 16,9 s
Consumo (litros aos 100 km): estrada - 4,5 auto-estrada - 6,3
Cidade - 5,8
Adaptado da Revista ACP, nº12, Dezembro de 1997
(Gouveia, 2000: 25)
2. Os problemas podem ser formulados a partir de exercícios, através de uma ou
várias das seguintes alterações (Lopes, 1994):
• aumentar o número de dados incluindo alguns não necessários à resolução do problema;
51
• diminuir ou anular dados explícitos;
• retirar algumas ou todas as questões (alíneas) de orientação;
• acrescentar informação à situação física para a tornar mais complexa .
Exemplo: O enunciado de um exercício tradicional que se segue pode ser
modificado para se tornar numa tarefa mais aberta, isto é, num verdadeiro
problema:
Sobre um móvel de 5000 kg, que se desloca com uma velocidade de 20 m/s, actua uma força de travagem
de 10 000 N. Que velocidade terá a 75 m do local onde começou a travar?
pode ficar:
Um automóvel começa a travar ao ver a luz amarela, que velocidade terá quando chegar ao semáforo?
ou ainda:
Chocará o comboio contra uma rocha caída na linha? (Gil-Pérez et al. , 1992).
O quadro seguinte mostra a forma como modificações sucessivas de um exercício
permitem obter enunciados progressivamente mais complicados.
Tabela 4 – Enunciados modificados
Versão tradicional
Versão modificada
Comentário
. Que massa de Na2SO4, é necessário
medir para preparar 500,0 cm3 de uma
solução aquosa desta substância com a
concentração 0,250 mol dm−3 ?
Não fornecer informação
tabelada.
(massa molar).
. Como se pode preparar 500,0 cm3 de
uma solução aquosa de Na2SO4, com
concentração 0,250 mol dm−3?
Não explicitar a grandeza
que é necessário
determinar
(massa de soluto).
. Que massa de Na2SO4, é
necessário medir para preparar
. Como se pode preparar uma solução
500,0 cm3 de uma solução
aquosa de Na2SO4 com concentração
aquosa desta substância com
0,250
mol dm−3?
concentração 0,250 mol dm−3 ?
M(Na2SO4) = 142 g mol−1
. Como se pode preparar uma solução
aquosa de Na2SO4 com uma determinada
concentração?
. Explicar, com um sal conhecido, como
se pode preparar uma solução aquosa de
determinada concentração.
52
Retirar o dado numérico
(volume da solução a
preparar).
Retirar dado numérico
(concentração da
solução).
Retirar a informação
(não é indicado o
soluto).
3. Os problemas podem ser formulados tendo por base materiais do quotidiano,
nomeadamente:
• recortes de jornais, revistas, folhetos informativos e publicitários, etc;
• aparelhos, objectos ou partes deles;
• rótulos ou instruções;
• material audiovisual.
Exemplo: O uso de rótulos de produtos de limpeza permite conceber um
problema de química em torno do conceito de incompatibilidade química.
Nas figuras seguintes mostram-se os rótulos de dois produtos de limpeza comuns.
Procure fundamentar a seguinte afirmação: “Os dois produtos são incompatíveis”.
A resolução de problemas em contextos educativos terá um carácter mais formativo se
for feita de uma forma semelhante à que os cientistas utilizam na abordagem dos seus
problemas. Ou seja, o problema deve ser resolvido através de um processo investigativo. Isto
implica que sejam realçados os processos de pensamento e análise. Assim, mais importante
do que «resolver problemas» é «abordar problemas» (Campanario, 2000).
53
A abordagem de problemas numa perspectiva investigativa, ou de trabalho científico,
tem sustentado a apresentação de diversos modelos de resolução de problemas.
Um modelo referido por Campanario (2000), materializa-se por uma série de
componentes (e não uma sequência de passos!), a saber:
• estudo qualitativo da situação;
• formulação de hipóteses fundamentadas nos factores de que depende a grandeza em estudo;
• elaboração e discussão de possíveis estratégias de resolução;
• procura de soluções e análise dos resultados de acordo com as hipóteses iniciais.
Na figura seguinte esquematiza-se um modelo, adaptado de Lally (1994), que se
caracteriza por apresentar uma estrutura mais ou menos livre sem instruções detalhadas.
Esquema 6 – Modelo de resolução de problemas. Adaptado de Lally (1994).
Formular e interpretar
o problema
Gerar ideias, opções, percursos
de acção e tomar decisões
Planear a acção e
Implementá-la
Avaliar e rever as
respostas/soluções
Repare-se como as fases seguintes informam as anteriores, sem que seja possível
predefinir uma sequência linear e generalizável.
54
Exemplo: Vamos procurar aplicar o modelo referido anteriormente à
resolução do seguinte problema:
Numa festa de aniversário dispomos de gelo para arrefecer as bebidas. As misturas de sal e gelo atingem
temperaturas inferiores a 0 ºC (misturas refrigerantes). Mas no local onde decorre a festa não existe sal!
Será que podemos utilizar outros produtos de uso comum para obter o mesmo efeito?
1- FORMULAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DO PROBLEMA
É um problema real de reconhecida importância prática em situações onde há necessidade de obter
temperaturas baixas, nomeadamente: arrefecimento de alimentos e bebidas, tratamento de lesões, etc.
Se misturarmos determinadas substâncias ao gelo fundente (gelo+água), então a temperatura de fusão da
mistura diminuirá, ou seja, fundirá a uma temperatura inferior a 0 ºC.
Uma breve pesquisa bibliográfica utilizando palavras-chave como “congelação”, “fusão” ou “mistura
refrigerante” permitem relacionar esta situação com as propriedades coligativas, ou seja, propriedades
que dependem apenas do número de partículas (moléculas, iões) em solução e não da sua natureza. Neste
caso, a propriedade coligativa é o abaixamento crioscópico - diminuição da temperatura de congelação
da mistura.
Reconhecemos estão que o arrefecimento pretendido depende, essencialmente, do facto da substância
misturada ao gelo se dissolver, lançando na fase líquida um elevado número de moléculas ou iões.
2- GERAR IDEIAS E TOMAR DECISÕES
Interessa-nos procurar produtos de uso corrente, solúveis em água e que originem partículas (moléculas
ou iões) em solução. Seleccionámos o açúcar(sacarose), álcool (álcool etílico). Além de serem solúveis em
água, são fáceis de obter e não são perigosos.
3- PLANO DE ACÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO
Vamos comparar o efeito na diminuição do ponto de congelação provocado por massas idênticas de
açúcar e álcool.
Como as propriedades coligativas dependem do número de partículas em solução, então o efeito será
maior na substância que, para a mesma massa, tiver mais moléculas. Isto pode ser avaliado por
comparação das respectivas massas molares:
M(CH3CH2OH) = 46 g/mol,
M(C12H22O11) = 177 g/mol.
A comparação das massas molares permite concluir que as moléculas de álcool etílico têm menor massa.
Logo, para massas iguais, o álcool etílico apresentará maior número de moléculas que a sacarose. Então
será o álcool etílico a substância escolhida.
4- AVALIAÇÃO E REVISÃO
Concluímos que a substância mais adequada para obter um mistura refrigerante é o álcool etílico.
Há, ainda, que considerar outros aspectos tais como a solubilidade e a velocidade da dissolução da
substância. O mais solúvel é o álcool etílico, já que é miscível em água. Além disso a sua dissolução é
imediata. Este aspecto vem reforçar as nossas conclusões.
Na resolução deste problema, há a preocupação em fundamentar devidamente
a resposta. Consideram-se diversos aspectos qualitativos que, geralmente, são
ignorados. Repare-se que esta é apenas uma análise possível do problema. A
abordagem poderia ter um carácter mais quantitativo (utilizando a expressão
∆Tc = Kc m), envolver o custo das substâncias, etc.
55
7.4. Tarefas com base em investigações experimentais
Investigações experimentais, são aquelas que, embora possam incluir pesquisa
documental, envolvem sempre trabalho prático laboratorial, oficinal ou de campo, do qual
resultem actividades tais como planear, observar, medir, analisar dados e avaliar
procedimentos.
“O maior objectivo do trabalho experimental deve ser o envolvimento dos alunos em
investigações holísticas5 nas quais usem os processos da ciência, explorando e desenvolvendo a
sua compreensão conceptual e adquirindo um conhecimento mais profundo da (e incrementando
a competência na) prática científica.”
Hodson, 1992, p. 77.
As formas mais tradicionais de trabalho experimental têm sido amplamente criticadas
no seu alcance e utilidade. Referimo-nos a:
• actividades de descoberta em que os alunos, seguindo o método científico e por
observações, supostamente neutras e objectivas, dos dados chegam aos resultados (leis,
princípios).
• execução de procedimentos do tipo “receita”, muito estruturados que os alunos seguem
sem perceber bem o que fazem.
Como alternativa a este tipo de actividades propõe-se um trabalho experimental do
tipo investigativo, no qual os alunos têm que tomar as suas próprias decisões, quer
individualmente quer em grupo. É-lhes, portanto, dado um certo grau de autonomia na o
planeamento e desenvolvimento da tarefa (Watson, Goldsworthy & Wood-Robinson, 1999).
5 holístico – referente a um todo com propriedades que faltam aos seus elementos constituintes.
56
Ao contrário do trabalho experimental mais tradicional, as investigações experimentais
apresenta uma maior proximidade com o trabalho científico. Deve-se, contudo, ressalvar que
nem a escola é um instituto de investigação, nem o aluno é um investigador, pelo que
deverão ser feitas as devidas transposições didácticas.
Podemos indicar um conjunto de exemplos de investigações (adaptado de Wellington,
1994):
• Quais são as melhores condições para as sementes germinarem?
• O que fará o açúcar dissolver-se mais rapidamente?
• Como varia o tempo de reacção das pessoas em diferentes condições, por exemplo,
depois de beber café?
• Investigar a composição e estrutura de um solo.
• Que factores determinam a rapidez com que um carro pode viajar?
• O que acontece ao ponto de ebulição da água quando se adicionam solventes?
• Separar uma mistura de limalha de ferro, sal, terra e esferovite.
• O que afecta a velocidade à qual diferentes materiais secam?
• Que combustível (de uma selecção segura!) produz mais calor?
• Que isolamento é melhor para manter água quente?
Na concepção de investigações experimentais é necessário ter em conta o grau de
abertura da investigação. Embora devam apresentar um grau de abertura considerável, será
fundamental a inclusão de directrizes que permitam definir claramente o objectivo da tarefa.
Os alunos dificilmente conseguem levar a cabo uma investigação mais exigente se não lhes
forem facultadas algumas orientações. Estas orientações podem ser:
• sugestões sobre as variáveis a considerar;
• sugestões para a planificação da experiência;
• indicação do material disponível.
57
No Quadro 4 apresentam-se um exemplo de investigação experimental.
Quadro 4 - Exemplo de investigação experimental (Kempa, 1987)
Imagina que estás numa montanha com tempo frio, seco e ventoso. Podes escolher um casaco feito
com um dos tecidos que estão à tua frente. Isto é o que terás que descobrir:
Que tecido te manterá mais quente?
Poderás usar qualquer do material disponível. Escolhe todo o que precisares para responder à questão.
. Usa uma lata em vez duma pessoa!
. Coloca água no seu interior para fazer com que fique mais parecido com um ser vivo.
. Faz-lhe um “casaco” a partir do material disponível.
. Usa um secador de cabelo para produzir uma imitação do vento (sem o aquecimento ligado, claro!).
Faz um registo claro dos teus resultados, de tal modo que outra pessoa possa entender aquilo que
descobriste.
A dificuldade da investigação pode ser graduada por alteração da tarefa proposta em
função dos objectivos que se pretendem atingir. No Quadro 5 mostra-se um exemplo que
permite elucidar esta gradualidade.
Quadro 5 – Modificação do grau de abertura da tarefa (Gott & Duggan, 1995).
A1 – Coloque uma porção de sementes numa zona escura, coloque outra porção à luz. Controle
todos os outros factores. Quais produzem os rebentos mais verdes passado uma semana?
A2 – Descubra qual dos seguintes factores afecta o crescimento das plantas: luz e temperatura?
A3 – Descubra os factores que afectam o crescimento das plantas
B1 – Descubra se a luz afecta a produção de amido numa folha desta planta.
B2 – Descubra como a luz afecta o processo da fotossíntese
B3 – Investigue os factores que afectam o processo de fotossíntese.
A abertura das tarefas aumenta progressivamente nas duas listas. A abertura modifica as oportunidades
para desenvolver diferentes competências e procedimentos. A actividade A1 trata a luz como variável de
duas categorias (luz ou escuridão) e assim limita o tipo de dados a recolher e, consequentemente, a
oportunidade para interpretar dados.
O conjunto B é diferente do A na medida em que todas as propostas incluem uma exigência conceptual
mais elevada.
58
A Tabela 5 propõe uma classificação para as investigações experimentais de acordo
com seis categorias que pode ser útil para gerar ideias e construir actividades laboratoriais de
acordo com uma perspectiva investigativa.
Tabela 5 - Características de diferentes categorias de investigação experimental
(Watson, Goldsworthy & Wood-Robinson, 1999).
Classificação e
Identificação
1. Reconhece
características para
identificar ou
classificar.
Trabalho
experimental6
1. Identifica variáveis
independentes,
dependentes e de
controlo.
Exemplos
Etapas no processo de investigação
2. Selecciona
2. Decide como
características que
observar e medir
permitem discriminar e variáveis.
desenvolve
estratégias.
3. Aplica testes que
permitem evidenciar
as características.
3. Muda os valores
da variável
independente e leva
a cabo observações/
medidas sob
condições
controladas .
4. Esboça conclusões
por um processo de
sucessiva
discriminação.
4. Interpreta e avalia
os dados para
identificar, descrever
e interpretar relações
entre variáveis.
5. Usa a identificação
para aceder a
informação em fontes
secundárias. A
classificação pode ser
utilizada para prever
em novas situações.
Que produto químico
é este?
Como se podem
agrupar estes
invertebrados?
O que afecta a
velocidade à qual o
açúcar se dissolve?
O que afecta o tempo
que leva um avião de
papel cair?
Que condições
preferem os bichos
da madeira?
Pesquisa de
Padrões
Exploração
1. Identifica variável
dependente e
possível factor
causal.
1. Observar
fenómenos para
efeitos científicos.
2. Planeia como
medir variáveis em
ambiente natural.
Selecciona uma
amostra
suficientemente
alargada para
produzir dados
fidedignos.
3. Leva a cabo
observações e
medições. Nota
qualquer condição
não controlada que
possa ser importante,
ou faz uma análise
estatística para
verificar a
importância das
relações entre
variáveis.
4. Interpreta e avalia
os dados recolhidos
com a finalidade de
descobrir padrões de
relacionamento.
5. Se possível,
identifica, através de
testes laboratoriais,
relações causais
entre as variáveis
correlacionadas.
2. Seleccionar as
observações a
efectuar e a
frequência de
observação.
Onde se podem
encontrar mais
cobras?
As pessoas com
pernas compridas
saltam mais?
O que causou uma
intoxicação
alimentar?
Como se desenvolve
um girino ao longo do
tempo?
O que acontece
quando se juntam
dois líquidos?
3. Usa as
observações para
levantar questões
científicas.
Modelação
Construção de
artefactos
1. Identificar quais os
dados importantes
para modelar.
1. Identificar
artefactos ou
sistemas importante
para serem
desenvolvidos.
2. Recolher dados.
2. Planear projectos
Pode ser por
e seleccionar a
classificação,
melhor opção para
identificação, teste de as especificações.
variáveis, ou
pesquisa de padrões.
3. Avaliar
criticamente à luz de
um ou mais modelos.
3. Fazer o artefacto
ou sistema.
4. Usar o modelo
para fazer previsões.
Recolher dados para
testar essas
previsões.
4. Testar o artefacto
ou sistema e avaliar
a adequação às suas
finalidades.
Como pode o
arrefecimento de um
corpo quente, isolado
por camadas de
material, ser
modelado?
Como se pode
modelar o movimento
de um autocarro?
Podes descobrir um
modo de conceber
um sensor de
pressão para um
alarme?
Como se pode fazer
um dinamómetro
sem usar elásticos?
Os conhecimentos processuais e conceptuais usados numa investigação experimental
não se podem separar porque eles estão intimamente interligados. Os processos em Ciência
não podem ser empregues sem utilizar conceitos e os conceitos não podem ser aplicados sem
processos. Contudo, podemos realçar a necessidade de uns ou outros para a abordagem do
6 De acordo com a definição de Leite (2001) segundo a qual trabalho experimental é aquele em que existe a necessidade de
controlar ou manipular variáveis.
59
problema em estudo se modificarmos criteriosamente a estrutura da questão de investigação
(Gott & Duggan, 1995). Na Tabela 6 mostram-se alguns exemplos.
Tabela 6 – Modificação da incidência da investigação (Gott & Duggan, 1995).
Pouco conhecimento
processual
Pouco conhecimento
conceptual
Descubra se o açúcar se
dissolve mais depressa em
água quente ou fria.
Descubra como a distância
percorrida por um carrinho
depende da tensão do
elástico.
Descubra se as plantas
crescem mais, quando são
regadas com solução
fertilizante ou com água
normal.
Muito conhecimento
processual
Pouco conhecimento
conceptual
Descubra se a velocidade de
dissolução do açúcar
depende:
(a) do tipo de açúcar, e
(b) da temperatura da
solução.
Descubra como a distância
percorrida por um carrinho
depende:
(a) do seu peso, e
(b) da força usada para o por
em movimento.
Descubra como o
crescimento de uma planta
depende:
(a) da quantidade de luz que
nela incide, e
(b) da temperatura ambiente.
Pouco conhecimento
processual
Muito conhecimento
conceptual
Descubra qual destes
produtos químicos aumenta a
dureza da água.
Descubra se a velocidade de
um carrinho depende da
energia armazenada na
banda elástica.
Descubra se a velocidade a
que se dá a fermentação
depende da temperatura da
solução
Muito conhecimento
processual
Muito conhecimento
conceptual
Descubra como a velocidade
da reacção do tiossulfato
depende :
(a) da concentração da
solução, e
(b) da temperatura.
Descubra se a eficiência de
um motor eléctrico depende:
(a) da carga a ser elevada, e
(b) da velocidade à qual é
operado.
Descubra como a velocidade
à qual a fotossíntese ocorre
depende:
(a) da intensidade da luz, e
(b) da temperatura.
Uma forma simples de estruturar a investigação consiste em apresentar um conjunto
de passos de acordo com a sequência Planear, Realizar e Relatar, descrita no Quadro 6.
Quadro 6 – Passos de investigação Planear, Realizar e Relatar (Wellington, 1994).
Planear
• Pensa na questão que procuras responder.
• O que prevês que possa acontecer?
• Quais as razões ou hipóteses para fazeres essa previsão?
Realizar
• É necessário olhar de perto (observar) o que acontece.
• Faz medições cuidadosas utilizando o equipamento adequado.
• Diz o que deve ser mudado e o que se deve manter inalterado – as variáveis.
Relatar
• Diz o que significam os teus resultados.
• Tenta explicá-los ou interpretá-los.
• Poderias ter feito melhor?
• O que poderias alterar no teu plano?
• Avalia o teu trabalho.
Na proposta anterior, sugere-se a realização de previsões relativamente aos resultados
a obter. Este trabalho pré-laboratorial de previsão tende a criar expectativa no aluno em
relação à actividade laboratorial. Quer as previsões estejam certas ou erradas, o confronto
60
com os resultados obtidos será um momento privilegiado na construção do conhecimento do
aluno (DEB, 1995).
Na parte referente à planificação da investigação, deve considerar-se a inclusão de
uma avaliação de risco que permita considerar as situações de perigos que possam resultar
da realização da actividade experimental.
Importa ainda considerar que a experiência prévia, capacidades e competências dos
alunos determinam fortemente o tipo de investigação que é possível desenvolver, o que
sugere a realização de módulos de formação que permitam aos alunos dominar
determinadas conhecimentos, técnicas e processos.
Da nossa experiência, sabemos que os alunos estão mais preparados para lidar com uma
investigação se, numa fase prévia do trabalho, tiverem a oportunidade de manipular o
equipamento necessário. Numa investigação pode-se pedir aos alunos que testem a
inflamabilidade de um material. Mas eles só serão capazes de formular um bom plano de
investigação depois de terem observado que alguns materiais incendeiam e outros fundem
quando sujeitos à chama de um bico de Bunsen e que é necessário escolher a zona mais quente
da chama.
Adaptado de Watson & Fairbrother, 1993.
61
7.5. Tarefas com base na abordagem de controvérsias
A Ciência é frequentemente mostrada aos alunos como algo despojado de qualquer
dúvida, dilema ou controvérsia. O ensino das ciências raramente conduz os alunos à
exploração das limitações da ciência ou à análise crítica das suas implicações sociais,
económicas e éticas.
Nos pontos seguintes, indicam-se alguns tópicos susceptíveis de sofrerem um tratamento que
aborde aspectos éticos e sociais da ciência:
A. relacionados com energia:
Fontes, resíduos, conservação, uso e qualidade de vida.
B. relacionados com a população:
Produção e distribuição de alimentos, planeamento familiar, impacto tecnológico, impacto do
crescimento populacional.
C. relacionados com a vida humana:
Aborto, transplantes de órgão, clonagem, engenharia genética, modificação de
comportamentos, controlo de vida/morte, bancos de órgãos, conselhos de ética, problemas éticos.
D. relacionados com qualidade ambiental e utilização de recursos naturais:
Industrialização, uso de produtos químicos, fontes renováveis e não-renováveis de recursos,
consumo de recursos naturais, aumento da qualidade ambiental.
E. relacionados com pesquisa espacial e defesa nacional:
Produtos da investigação em pesquisa espacial e defesa (pacemaker para o coração,
biotelemetria, novos materiais, transístores), benefícios/problemas para a sociedade e indivíduos,
relação custos/benefícios das decisões (comunicações, satélites), problemas de
armazenamento/eliminação relacionados com projectos militares e espaciais (armas nucleares,
reentrada de satélites, resíduos nucleares).
F. relacionados com a sociologia da ciência:
Efeitos da ciência e tecnologia no desenvolvimento da sociedade, interacções
ciência/sociedade/tecnologia, pressões societais na pesquisa científica e tecnológica.
G. relacionados com os efeitos do desenvolvimento tecnológico:
Forças e debilidades na abordagem de sistemas, desenvolvimento adequado ou perigoso
(medicamentos, pesticidas, dietas), eficácia dos produtos de consumo, incremento das
capacidades humanas.
Adaptado de Chiang-Soong & Yager, 1993.
A análise de aspectos sociais, económicos e éticos da Ciência implica, muitas vezes, a
abordagem de assuntos controversos e mesmo de situações dilemáticas. A diferença entre
um problema e um dilema é que o primeiro pode ter uma solução enquanto o segundo obriga
a escolher entre alternativas que se excluem mutuamente, implicando um juízo de valor.
62
A não inclusão destes elementos no ensino das Ciências é responsável pela
transmissão de ideias distorcidas, que frequentemente descrevem a Ciência como não
controversa, neutra, desinteressada e altruísta (Reis, 1999). Por outro lado, a abordagem de
situações controversas e dilemáticas permite proporcionar aos alunos uma imagem mais
realista da Ciência. Estudos recentes (Zeidler et al., 2002) mostram que as crenças e
convicções acerca de situações sociocientíficas dilemáticas, ainda que persistentes, podem
ser influenciados por estratégias cuidadosamente planeadas.
Um assunto é considerado controverso se as pessoas se encontram divididas sobre ele e se
envolve juízos de valor que impossibilitam a sua resolução apenas através da análise das
evidências ou da experiência. Um assunto controverso não pode ser resolvido apenas recorrendo
a factos, dados empíricos ou vivências, na medida em que envolve tanto factos como questões de
valor.
Há várias razões para defender a inclusão de actividades de discussão de assuntos controversos
no ensino das ciências. Sendo a controvérsia um facto da vida, como se pode pretender
desenvolver cidadãos capazes de decidirem perante questões morais complexas da sua vida, se
não forem ensinados a pensar criticamente sobre assuntos controversos?
Estas actividades justificam-se tanto pelos conteúdos como pelas capacidades que promovem.
A pesquisa de informação, a detecção de incoerências, a avaliação da idoneidade das fontes, a
comunicação de informação recolhida e/ou de pontos de vista, a fundamentação de opiniões, o
poder de argumentação e o trabalho cooperativo constituem exemplos de capacidades que podem
ser desenvolvidas através da discussão de assuntos controversos
Adaptado de Reis, 1999.
Muitos professores evitam discutir assuntos controversos relacionados com ciência por
vários motivos (Lock & Tatcliffe, 1998; Reis, 1999):
• receiam os eventuais protestos dos encarregados de educação;
• receiam uma possível falta de controlo durante discussões, onde podem não existir
respostas correctas mas antes uma diversidade de juízos de valor;
• desconhecem estratégias adequadas para abordar este tipo de assuntos.
A discussão de um assunto controverso pode ser feita com vários propósitos
hierarquizadas do seguinte modo:
• partilhar diferentes perspectivas (como um fim em si mesmo);
• alcançar uma melhor compreensão da variedade de respostas possíveis;
63
• fazer uma escolha entre diferentes valores;
• encontrar uma solução racional para a controvérsia .
• despertar o interesse pela actualidade científica .
Seguidamente, indicam-se algumas estratégias possíveis para a abordagem de temas
controversos e de situações dilemáticas. Elas incluem:
• mapas de consequências;
• debate estruturado;
• dramatização;
• análise estruturada de custos-benefícios.
Estas estratégias foram, em grande parte, adaptadas a partir de sugestões de Lock &
Tatcliffe (1998).
1. Mapas de consequências - Para construir um mapa de consequências é colocada
uma questão do tipo “E se ...?” e a partir daí procura-se deduzir as respectivas
consequências.
Esquema 7 - Mapa de consequência simples. Adaptado de Lock & Tatcliffe (1998).
fazíamos mais
exercício físico
poupávamos
dinheiro
Víamos
menos televisão
poupávamos
recursos energéticos
E se todos usássemos menos
energia eléctrica
passávamos
mais frio
Tínhamos que usar
comida pré-cozinhada
procurávamos fontes
alternativas de energia
Consequências positivas
Consequências negativas
Exemplos: E se todos nos tornássemos vegetarianos?
64
2. Debate estruturado - Para introduzir um tópico de discussão pode estruturar-se um
debate em torno de uma determinada questão.
Frequentemente a discussão transforma-se numa disputa de pontos de vista sem uma
clara avaliação dos argumentos. Para evitar isso sugere-se:
• disponibilizar informação adequada e diversificada sobre o tema evitando as simples
“explorações conjuntas de ignorância” (Reis, 1999: 109). Note-se, no entanto, que
nestes debates nem sempre é frequente o recurso a conhecimento científico relevante,
sobretudo quando se discutem aspectos que afectam as pessoas, ou relacionados com
avanços teóricos e/ou tecnológicos incertos. Neste caso, ainda que a discussão seja
racional, a “lógica científica” nem sempre funciona, o que não quer dizer que o debate
não seja útil (Solomon, 1998);
• o envolvimento de todos os presentes através de moderação do debate. Todos devem ter
a oportunidade de expressar o seu ponto de vista.
O professor deve decidir que regras adoptar durante o debate, particularmente se as
opiniões dos alunos colidirem com perspectivas mais informadas. O professor pode divulgar
o seu ponto de vista explicando as suas razões, actuar como um moderador imparcial ou
como “advogado do diabo”. Isso não significa que se devam forçar posições consensuais. Os
consensos podem não ser desejáveis, ou podem nem sequer existir.
Exemplo: Deve adicionar-se flúor à água de abastecimento público?
3. Dramatização - Consiste numa peça em que os alunos interpretam uma situação
controversa no lugar dos diversos intervenientes. Para muitos alunos esta estratégia é
particularmente motivadora.
No entanto, a dramatização tem inconvenientes que podem impedir uma boa análise
do assunto. Nomeadamente:
• o objectivo principal e os aspectos científicos da problemática podem desvanecer-se perante
outros aspectos;
• os desempenhos pessoais podem prevalecer sobre a qualidade da argumentação;
• a interpretação de um dado papel pode afectar o ponto de vista do próprio actor.
65
Para evitar estas desvantagens é importante fazer um resumo das principais ideias no
final. O alunos devem então ser convidados a exprimir os seus pontos de vista
independentemente dos papéis que desempenharam.
Exemplo: As crianças devem ser vacinadas contra a gripe? Papeis: médico,
pais, crianças. Argumento: Confronto de diferentes pontos de vista em relação
à vacinação.
É legítimo utilizar animais em pesquisas científicas? Papeis: investigadores,
defensores dos direitos dos animais.
4. Análise estruturada de custos-benefício - Uma análise de custos-benefícios pode
ser estruturada de várias formas. Qualquer delas considera a análise das vantagens e
inconvenientes de uma determinada decisão ou solução para um problema. A forma mais
simples de proceder consiste em fazer uma lista com dois parâmetros: vantagens e
desvantagens. Em formas mais sofisticadas envolve outros aspectos importantes incluindo a
avaliação de informação, análise do processo de tomada de decisão, etc.
No quadro seguinte, mostra-se um esquema destinado a seleccionar o material mais
adequado para embalagem de alimentos.
Quadro 7 – Análise de custos/benefícios para embalagem de alimentos.
Adaptado de Lock & Tatcliffe (1998).
Opções – Listar as possíveis alternativas a considerar no acontecimento (ex: plástico, papel,
alumínio). Critério – Identificar critérios convenientes para comparar estas alternativas (custos,
resistência, impermeabilidade, etc.)
Informação – Clarificar a informação disponível em relação às possíveis opções, atendendo aos
critérios definidos.
Exame - Avaliar as vantagens e desvantagens de cada opção em função dos critérios (material
laminado contra os custos, resistência, etc.)
Escolha - Dar uma resposta reflectida e informada, com base na análise.
Revisão – Avaliar o processo de tomada de decisão e examinar os diferentes pontos de vista
alcançados.
Um elemento crucial deste processo é a adequação e pertinência da informação
disponível. O contacto com especialistas na área abordada poderá tornar-se bastante útil.
Exemplo: Os correctores que destroem a camada de ozono devem se banidos?
Os veículos privados devem ser proibidos de circular nas cidades?
66
8. Um exemplo concreto
Para concretizar de forma mais clara as nossas propostas de ensino com base em
projectos, propomos agora um exemplo concreto.
Trata-se de um projecto intitulado Aspirina: como promover uma utilização
racional? destinado a Áreas de Projecto do ensino secundário. Através dele, os alunos
poderão adquirir uma visão mais alargada da importância da ciência na definição e
construção de resposta a problemas relevantes do seu quotidiano. Referimo-nos,
nomeadamente, àqueles que se relacionam com o uso de medicamentos.
A riqueza da temática e a quantidade e qualidade da informação disponível, permitem
estruturar um projecto em que se desenvolvem competências laboratoriais, de resolução de
problemas, de pesquisa documental, de comunicação e ligadas ao debate e confronto de
ideias.
As situações-problema propostas estão organizadas em onze fichas de actividades.
Estão incluem um texto e/ou imagem introdutória, a partir da qual se faz uma
problematização. No final, incluem sempre propostas para a elaboração de um produto
concreto. O Esquema 8 aponta alguns percursos possíveis, mas outros poderão ser
equacionados em função do âmbito de realização do projecto e de finalidades mais
específicas.
Os conteúdos abordados são, principalmente, no domínio da química e da biologia:
• Compostos orgânicos - fórmulas de estrutura - grupos funcionais.
• Equilíbrio ácido-base.
• Forças intermoléculares.
• Reacções químicas - estequiometria.
• Operações laboratoriais básicas.
• Técnicas laboratoriais de separação e purificação.
• Síntese química.
• Compostos hidrofílicos e hidrofóbicos.
67
• Células - membrana plasmática – lípidos.
• Enzimas.
• Acção dos fármacos.
Esquema 8 - Alguns percursos possíveis
1. Aspirina: Como utilizar?
Discussão
II
I
1. Aspirina: Como utilizar?
Discussão
2. O que é o ác. acetils.?
Pesquisa documental
2. O que é o ác. acetils.?
Pesquisa documental
4. Um pouco de história
Pesquisa documental I
7. No laboratório ...
Módulos de formação
8. Síntese e análise
Investigação experimental
4. Um pouco de história
Pesquisa documental II
7. No laboratório ...
Módulos de formação
9.Medicamento fora de uso
Organização de evento
8. Síntese e análise
Investigação experimental I
8. Análise e Purificação
Investigação experimental II
11. No final ...
Conclusões
10.Prós e contras...
Debate
III
4. Um pouco de história
Pesquisa documental III
1. Aspirina: Como utilizar?
Discussão
11. No final ...
Conclusões
3. Porque é acida ...?
Módulo de formação
Construção de artefacto
5. Efeitos terapêuticos
Pesquisa documental
6. Os efeitos secundários
Resolução de problema I
6. Os efeitos secundários
Resolução de problema II
11. No final ...
Conclusões
68
1. Aspirina: como promover uma utilização racional?
“Considerado o medicamento mais popular em todo o mundo, há mais de um
século que a aspirina é usada para aliviar as dores, baixar a febre ou acalmar as
inflamações. Mais recentemente foi descoberta a sua capacidade protectora dos
enfartes e há mesmo estudos científicos que revelaram os seus aspectos
protectores do cancro e da doença de Alzheimer. Mas nem todas as pessoas se
atrevem a tomar aspirinas, especialmente as que têm estômagos mais sensíveis
sabem quão agressivo este medicamento pode ser. ”
http://primeirasedicoes.expresso.pt/ed1347/v251.asp
O princípio activo da aspirina é o ácido acetilsalicílico, um composto orgânico que
pode ser preparado e purificado no laboratorio da escola. Mas hoje em dia, mais
importante do que saber preparar e purificar é saber utilizar e ... eliminar!
Discute ...
‰ Quais são os aspectos desta temática que te despertam maior curiosidade e
interesse?
‰ O texto sugere o aprofundamento de certas ideias.
Pesquisa mais informação na biblioteca ou na Internet.
Debate com o(a) professor(a) aquilo que gostarias de aprender.
69
Faz o plano de um projecto ...
Elabora o plano para um projecto que procure dar resposta à questão inicial. Este
plano deverá incluir os seguintes itens:
• actividades a desenvolver.
• recursos previsíveis.
• calendarização das actividades.
• produtos esperados.
• formas de divulgar os resultados.
70
2. O que é o ácido acetilsalicílico?
Aspirina é o nome e a marca registada de um medicamento comercializado pela
Bayer cujo constituinte principal é o ácido acetilsalicílico.
O ácido acetilsalicílico é um composto orgânico aromático com um grupo
carboxílico.
Pesquisa ...
Procura responder às seguintes questões pesquisando em livros de química:
‰ O que são compostos orgânicos?
‰ O que são grupos funcionais?
‰ O que são ácidos carboxílicos?
‰ O que são compostos aromáticos? E alcoóis? E fenois? E ésteres?
‰ Qual é a fórmula de estrutura do ácido acetilsalicílico? E do ácido salicílico?
‰ Que grupos funcionais existem no ácido acetilsalicílico?
‰ Porque se chama “ácido”?
Faz um resumo ...
Sugestão: Faz um resumo escrito onde sintetizes o que aprendeste nesta actividade.
Junta-o ao teu portfolio.
71
3. Porque é ácida a aspirina?
”A aspirina da Bayer foi utilizada pela equipa da Mir, em Agosto de 1997, para
reparar o gerador de oxigénio avariado há já duas semanas. Os cosmonautas
concluíram que a avaria foi causada pela obstrução de um filtro provocada por uma
substância alcalina. A solução da aspirina dissolvida na água acabou por resolver o
problema.”
http://dossiers.publico.pt/mir/html/curiosidades.html
Módulo de formação ...
O(A) professor(a) irá fazer uma comunicação oral em que procurará responder às
seguintes questões:
‰ Como se escrevem fórmulas de estrutura de compostos orgânicos?
‰ Qual a massa molar do ácido acetilsalicílico? E do ácido salicílico?
‰ Como pode a ionização do grupo carboxílico originar soluções ácidas?
‰ Porque se diz que os ácidos carboxílicos são ácidos fracos?
‰ O que é a constante de ionização de um ácido?
‰ Como pode um ácido neutralizar uma base?
Resolve um problema ...
Procura resolver o seguinte problema.
Qual será o pH de uma solução de aspirina?
Constrói modelos moleculares ...
Sugestão: Constrói um modelo molecular do ácido acetilsalcílico utilizando bolas de
esferovite a simular os átomos e palitos a simular as ligações químicas. Consulta o
sítio:
http://www.edunau.net/oficina/oficinageral.asp?page=casa_quimicamodmol_home
Elabora também uma memória descritiva na qual expliques como se pode utilizar o
modelo para dar resposta a questões formuladas nesta actividade. Junta-a ao portfolio.
73
4. Um pouco de história
“A história da aspirina remonta a 1763, quando Edward Stone observou que a
casca do salgueiro, quando mastigada, ajudava a aliviar os sintomas da malária. Em
1838 Raffaele Pavia isolou o ácido salicílico da casca do salgueiro, que se verificou
ser o composto responsável pelas propriedades analgésicas e antipiréticas atribuídas
à casca daquela árvore. Tentativas de administrar o ácido salicílico aos seus pais e
pacientes não tiveram sucesso devido ao seu sabor desagradável.
Em 1893, Felix Hofmann, um químico da Bayer, na Alemanha, preparou ácido
acetilsalicílico (a Aspirina), a partir do ácido salicílico; o grupo acetilo torna a
molécula relativamente insípida e reduz a acidez de modo a permitir a sua
administração oral”
Química e Sociedade, 1992, p. 40
A eficácia da aspirina era comprovada na prática, mas ninguém sabia como
actuava. Nos anos 70 o grupo de investigação de John Vane, do Real Colégio de
Cirurgiões de Inglaterra, descobriu que o ácido acetilsalicílico inibe o funcionamento
de hormonas desencadeadores da dor, as prostaglandinas, que podem ser
produzidas por quase todas as células do corpo. Ainda nos anos 70 sugeriu-se, pela
primeira vez, que a ingestão de aspirina podia diminuir o risco de enfartes.
Adaptado de: Dossier 100 anos, Bayer
Pesquisa ...
Fazer uma pesquisa (em grupo) de um dos seguintes temas:
1. Antes da aspirina ...
2. A síntese do ácido acetilsalicílico ...
3. A descoberta do mecanismo de acção ...
Durante esta pesquisa notarás que as descobertas científicas não se fazem a partir do
nada! não são isoladas das pessoas, da sua cultura, da sociedade, dos locais, das
normas e valores de cada época. A ciência não avança sem rupturas e
descontinuidades, controvérsias e influências de natureza muito diversa.
75
Alguma sugestões para a pesquisa:
Livros:
Tito & Canto (1998) Química na Abordagem do Quotidiano 3, 2º Ed., São Paulo, Ed. Moderna, p. 35.
Internet:
Aspirina
http://pessoal.bridge.com.br/alquimia/alq1/Aspirina.htm
História da Aspirina
http://www.uol.com.br/cienciahoje/chmais/pass/ch153/memoria.pdf
How Aspirin Works
http://www.howstuffworks.com/aspirin.htm
A partir destes e de outros documentos, seleccionar alguns aspectos e/ou episódios que
ajudem a compreender o tema abordado (1., 2. ou 3.) no seu tempo e contexto.
Expõe oralmente ...
Sugestão: Cada grupo deve preparar uma apresentação oral para a turma (duração: 15
minutos + 5 minutos para debate).
76
5. Efeitos terapêuticos...
A aspirina é um fármaco cujo princípio activo é o ácido acetilsalicílico. Como
excipiente pode ter amido e celulose. O ácido acetilsalicílico é um analgésico,
anti-inflamatório, antipirético e inibidor da agregação plaquetária.
Exerce efeitos benéficos sobre o reumatismo, cefaleiras, e nevralgites.
O que significa tudo isto?
Terá, além destas, outras indicações terapêuticas?
Pesquisar ...
Procura encontrar respostas a estas questões pesquisando no folheto de informação da
aspirina, na biblioteca e na Internet.
Efectua a pesquisa com base em palavras-chave seleccionadas a partir do texto.
Poderás também fazer uma entrevista a um farmacêutico ou a um médico.
Faz uma notícia ...
Sugestão: A partir da informação recolhida, elabora uma notícia para o jornal da
escola. Junta-a ao portfolio.
77
6. Os efeitos secundários
“ O ácido acetilsalicílico é moderadamente fraco:
CH3
CH3
O
O
O
O
O
OH
+
H
+
O
O
ácido acetilsalicílico
ião acetilsalicilato
Como a concentração de ião H+ no estômago é elevada, este ácido mantém-se
maioritariamente na forma não ionizada. O ácido acetilsalicílico é uma molécula
relativamente pouco polar e, como tal, tem a capacidade de penetrar nas
membranas que são também constituídas por moléculas não polares. Contudo,
dentro da membrana há muitas pequenas bolsas de água. Quando uma molécula de
ácido acetilsalicílico entra numa dessas bolsas, ioniza-se em H+ e ião acetilsalicilato.
Estas espécies iónicas ficam presas nas regiões interiores da membrana. A
acumulação gradual de iões resultantes deste processo enfraquece a estrutura da
membrana e eventualmente pode provocar a perda de sangue. Cada comprimido de
ácido acetilsalicílico ingerido causa perda de cerca de 2 mL de sangue, quantidade
que é geralmente considerada inofensiva. Contudo, a acção da aspirina pode dar
origem a hemorragias sérias em algumas pessoas. É interessante notar que a
presença de álcool torna o ácido acetilsalicílico ainda mais solúvel na membrana
aumentando as hipóteses de hemorragia.”
Chang, 1994, p. 692
79
Resolve um problema (I)...
Poder-se-ia dizer que o ácido acetilsalicílico possui na sua estrutura uma parte
hidrofílica e uma parte hidrofóbica. Como se pode relacionar isso com a estrutura das
membranas celulares?
O ácido acetilsalicílico é solúvel em álcool etílico. Terá isso a ver com forças
intermoleculares? Explica.
Resolve um problema (II)...
Como se relaciona a ionização do ácido acetilsalicílico no estômago com o princípio
de Le chatelier ?
O ácido acetilsalicílico é moderadamente fraco. Será possível calcular o grau de
dissociação do ácido acetilsalicílico no estômago?
Faz um relatório ...
Sugestão: Elabora um relatório propondo soluções para estes problemas. Junta-o ao
portefólio.
80
7. No laboratório...
O ácido acetilsalicílico pode ser preparado em laboratório mas para isso é
necessário conhecer e dominar várias técnicas.
A segurança, quer na manipulação de substâncias quer de equipamentos, é um
aspecto a ter em conta. Não é possível fazer investigações rigorosas sem saber
medir massas e volumes. Será ainda necessário aprender as técnicas adequadas à
purificação e identificação de substâncias.
Para ter um controlo adequado sobre uma síntese laboratorial é preciso dominar
os cálculos estequiométricos. Será necessário identificar o reagente limitante e o
reagente em excesso, considerar a presença de impurezas e determinar o
rendimento de reacções.
Módulos de formação...
Segurança no laboratório
Sugestão: consulta o guia interactivo sobre segurança em laboratórios de química:
http://www.edunau.net/oficina/oficinageral.asp
Operações laboratoriais básicas
Sugestão: visiona o vídeo Técnicas Laboratoriais de Química - Núcleo de
Audiovisuais do IST - Distribuição: Sociedade Portuguesa de Química.
Módulo de formação...
O(A) professor(a) fará uma apresentação oral para abordar os seguintes tópicos:
• Estequiometria. Resolução de alguns problemas.
• Reagente limitante. Resolução de alguns problemas.
• Rendimento de uma reacção química. Resolução de alguns problemas.
81
8. Sintetizar, analisar e purificar
O ácido acetilsalicílico pode ser sintetizado a partir do ácido salicílico e do anidrido
acético. A reacção envolvida é representada pela seguinte equação química:
CH3
OH
O
OH
O
ácido salicílico
+
CH3 C
O
O
O
OH
CH3 C
O
anidrído acético
+
O
ácido acetilsalicílico
O
CH3 C
OH
ácido acético
Conjuntamente com o ácido acetilsalicílico obtém-se o ácido acético.
O ácido acetilsalicílico obtido pode ser purificado por recristalização.
Investigação Experimental (I)...
Planeia um trabalho laboratorial guiado pelas seguintes questões de investigação:
Como sintetizar ácido acetilsalicílico? Como identificá-lo?
Como optimizar o rendimento da síntese?
Sugestões: A preparação do ácido acetilsalicílico é um trabalho clássico em síntese
orgânica. Pesquisa em manuais escolares de química do ensino secundário
procedimentos para síntese do ácido acetilsalicílico.
Investigação Experimental (II)...
Planeia um trabalho laboratorial guiado pelas seguintes questões de investigação:
Como purificar o ácido acetilsalicílico? Como optimizar a purificação?
Como avaliar o grau de pureza do produto obtido?
Sugestões: Pesquisa em manuais escolares de química do ensino secundário
procedimentos para a purificação e análise do ácido acetilsalicílico
83
NOTA
IMPORTANTE:
É
absolutamente
necessário
submeter
todos
os
procedimentos à aprovação do(a) professor(a) antes da realização de qualquer
actividade laboratorial. O procedimento deve incluir uma avaliação de risco.
Faz um relatório...
Sugestão: Elabora um relatório científico com as respostas possíveis às questões de
investigação e em que dês conta dos processos desenvolvidos e das dificuldades
enfrentadas.
84
9. Medicamentos fora de uso: que destino?
Organiza uma campanha...
Tal como a aspirina, também outros medicamentos têm prazo de validade.
Os medicamentos fora de uso devem ser eliminados de forma adequada.
A turma poderá dinamizar uma campanha de recolha de medicamentos fora de uso.
85
10. Prós e contras do ácido acetilsalicílico
“O ácido acetilsalicílico é uma substância que traz importantes benefícios para a
saúde.
Em pequenas doses - geralmente um comprimido por dia - pode ajudar a prevenir
ataques cardíacos. Doses normais de dois ou mais comprimidos reduzem a dor e a
febre. Na maior parte das situações o ácido acetilsalicílico é tido como
completamente segura, contudo, apresenta alguns efeitos colaterais.
Pode provocar perturbações gástricas, induzir úlceras e provocar retenção de
fluídos pelos rins.
Doses elevadas e prolongadas podem provocar a perda de equilíbrio e ligeira
perda de audição. Vários estudos sugeriram uma associação – não uma relação
causa efeito, mas uma possível ligação – entre o ácido acetilsalicílico e o síndroma
de Reye. Esta doença rara mas por vezes fatal pode afectar crianças e adolescentes
em convalescença da gripe ou da varicela.
Os médicos podem prescrever doses diárias de ácido acetilsalicílico para quem
sofre de arterite. Imagina que as tuas articulações doíam constantemente limitando
a tua actividade. O ácido acetilsalicílico poderia aliviar a dor.
1. Tomarias o ácido acetilsalicílico? Ou seja, preferias suportar a dor ou sofrer os
possíveis efeitos colaterais?
2. Se tomasses ácido acetilsalicílico, como poderias evitar alguns dos efeitos
colaterais a longo prazo?
3. Medicamentos com outros princípios activos que não o ácido acetilsalicílico estão
também disponíveis sem prescrição, por exemplo iboprofene e acetaminofene.
a) Que informação obterias para decidir qual destes medicamentos seria
preferível para a arterite em vez da aspirina?
b) Onde obterias essa informação?
4. Porque deves tomar medicação apenas quando ela é realmente precisa?”
Adaptado de ChemCom, 1993
87
Pesquisa...
Obtém mais informação relevante sobre esta problemática.
Procura fundamentar as tuas opiniões para o debate que se segue.
Debate...
Organizar um debate com base nas questões colocadas no texto.
88
11. No final...
Recorda a questão inicial deste projecto:
Como fazer uma utilização adequada da aspirina?
Discute...
Troca impressões com os teus colegas e professor(a) sobre a questão atrás enunciada.
Elabora um relatório final...
Sugestões:
1. Revê os documentos que integram o teu portfolio.
2. Elabora um mapa de ideias que articule e sintetize os tópicos que abordaste.
3. Elabora um relatório onde expliques de que forma os trabalhos realizados
contribuíram para a clarificação de ideias sobre a questão inicial.
Elabora um cartaz...
Elabora um cartaz para divulgar junto da comunidade escolar os aspectos mais
relevantes deste projecto.
89
Notas para o professor
1. Aspirina: como promover uma utilização racional?
A finalidade desta actividade é dar ao conhecer aos alunos a temática através de uma
questão-guia. O texto introdutório, sugere algumas abordagens preconizadas nas
actividades seguintes.
Alguns sítios úteis sobre a aspirina são:
http://www.chemheritage.org/EducationalServices/pharm/asp/asp00.htm
http://www.aspirin-foundation.com
http://www.wellesley.edu/Chemistry/Chem101/aspirin/proteins.html
http://www.aspirina.com
2. O que é o ácido acetilsalicílico?
A pesquisa dos alunos incidirá nos conteúdos básicos da química orgânica que são
mais acessíveis. O(A) professor(a) poderá sugerir a pesquisa em determinados livros.
Por exemplo:
Chang, R. (1994) Química – 5º Ed., Lisboa, Mc Graw Hill
Morrison, R. & Boyd, R. (1990) Química orgânica – 9º Ed., Lisboa, Fundação Calouste Gulbenkian.
3. Porque é ácida a aspirina?
Procura reforçar-se os conceitos de fórmula molecular e de estrutura e ainda abordar o
equilíbrio de ácido-base. Estes aspectos são necessários a uma boa compreensão das
propriedades químicas do ácido acetilsalicílico. Como estes conteúdos são
conceptualmente mais exigentes, sugere-se uma abordagem por módulos de formação.
Propõe-se a resolução de um problema a resolver de acordo com uma perspectiva
investigativa (ver secção “A concepção de situações-problema - Resolução de
problemas”). Como é o primeiro problema poderá ser necessária uma maior
colaboração do professor. O pKa do ácido acetilsalicílico é 3,49.
4. Um pouco de história
Os sub-temas podem ser adequadamente articulados com as diferentes investigações
experimentais propostas na actividade 8.
Esta actividade constitui uma boa oportunidade para construir representações da
evolução da ciência mais concordantes com a Nova Filosofia das Ciências. Alguns
sítios procuram explorar esta perspectiva. Por exemplo:
http://www.chemheritage.org/EducationalServices/pharm/asp/asp60.htm
91
http://www.mjm.mcgill.ca/issues/v02n02/aspirin.html
http://www.mec.gov.br/semtec/ensmed/comofaz.shtm
5. Efeitos terapêuticos
Esta situação-problema permitirá explorar vários conteúdos como por exemplo:
fármacos, acção terapêutica, mecanismo de coagulação do sangue, sensação de dor,
actividade enzimática, etc.
6. Os efeitos secundários
Ainda que as soluções de acetilsalicilato de sódio sejam alcalinas (dado que o
acetilsalicilato de sódio é par conjugado de um ácido fraco) o acetilsalicilato de sódio
estará sempre em equilíbrio com o ácido acetilsalicílico, predominando esta última
espécie, devido à elevada acidez do estômago.
CH3
O
CH3
O
O
O Na +
+
+
H
O
OH
O
+
Na +
O
As questões devem ser abordadas através de um processo investigativo (ver secção
“A concepção de situações-problema - Resolução de problemas”)
As duas questões podem ser distribuídas pelos vários grupos em função do grau de
dificuldade. É recomendável que no final se produza uma síntese para toda a turma.
7. No laboratório...
Neste módulo de formação, procura-se desenvolver um conjunto de competências
que serão necessárias nos trabalhos laboratoriais da actividade seguinte. No final
desta actividade, o aluno deverá ser capaz de:
• cumprir regras gerais e específicas de segurança.
• medir massas e volumes (com proveta, pipeta).
• filtrar por gravidade (a quente) e a pressão reduzida.
• determinar pontos de fusão.
• efectuar cálculos estequiométricos (impurezas, reagente limitante, rendimento).
O primeiro módulo de formação deverá terminar com a execução prática de algumas
actividades laboratoriais simples: por exemplo, pipetar, medir massas, determinar o
ponto de fusão, etc.
Os problemas de estequiometria – a seleccionar pelo professor – devem ser resolvido
através de um processo investigativo (ver secção “A concepção de situaçõesproblema - Resolução de problemas”).
92
8. Sintetizar, analisar e purificar...
Procurámos adaptar alguns trabalhos laboratoriais bem conhecidos (síntese,
purificação, análise de ac. acetilsalicílico) de forma a conceber investigações
experimentais. Algumas referências fundamentais para preparar este trabalho são:
• Simões T., Queirós M. & Simões, M. (2000) Técnicas laboratoriais de Química – Bloco II, Porto, Porto Editora.
• Domingues, L., Abreu, M. (1997) Técnicas Laboratoriais de Química – Bloco II, Amadora, Raiz Editora.
• http://thechalkboard.com/Corporations/Dow/Programs/NSTA_Lessons/Aspirin.html
As seguintes sub-questões poderão guiar as investigações experimentais:
Como sintetizar ácido acetilsalicílico? Como identificá-lo. Como optimizar o rendimento da síntese?
• Qual é a razão de ser de cada um dos passos indicados nos procedimentos consultados?
• Como saber qual é o reagente limitante?
• Como podemos identificar a presença de ácido acetilsalicílico? (cromatografia)
• Como se pode calcular o rendimento da síntese? Como se pode melhorar o rendimento?
Como purificar o ácido acetilsalicílico? Como optimizar a purificação? Como avaliar o grau de pureza?
• Qual é a razão de ser de cada um dos passos indicados nos procedimentos consultados?
• Como podemos avaliar o grau de pureza do ácido acetilsalicílico? (ponto de fusão, titulação)
• Como se pode calcular o rendimento da purificação?
Para relacionar estas investigações experimentais com a questão-guia do projecto,
pode perguntar-se aos alunos se acham razoável utilizar como medicamento o ácido
acetilsalicílico por eles produzido. Podem ser questionados sobre o rendimento deste
processo e sobre a qualidade do produto final.
9. Medicamentos fora de uso: que destino?
Algumas sugestões:
• Pedir folhetos informativos nas farmácias para distribuir na escola.
• Elaborar cartazes de informação.
• Conceber outras acções mais imaginativas.
10. Prós e contras do ácido acetilsalicílico
Esta é uma actividade central na concretização do projecto, já que confronta os alunos
com um conjunto de situações dilemáticas relacionadas com a questão-guia para a qual
se procuram respostas.
11. No final...
Na elaboração do relatório, os alunos poderão socorrer-se de todos os trabalhos
existentes no seu portfolio.
93
Conclusões
A capacidade de conceber, conduzir ou participar em projectos é, sem dúvida, uma
competência da maior importância e deve constituir uma dimensão essencial na formação
dos alunos de todos os níveis de ensino.
Na nossa perspectiva, o ensino com base em projectos pode desenvolver nos alunos
competências essenciais para a vida profissional, social, e mesmo pessoal. Permite lidar com
a diversidade e individualidade e integrar importantes vertentes da educação em ciências.
Constitui, quanto a nós, um modo privilegiado para alcançar metas educacionais mais
relevantes.
A participação em projectos permite desenvolver capacidades de trabalho tais como
a persistência, a responsabilidade e o espírito de equipa, que são muito úteis à completa
construção da personalidade do indivíduo. Trabalhar em projectos permite envolver os
alunos na abordagem de temas e problemáticas locais, regionais ou globais, com relevância
para a sua educação científica, implicando quase sempre uma motivação elevada para a
aprendizagem.
Um ensino com base em projectos implica a adopção de metodologias adequadas. A
pesquisa, selecção, tratamento e divulgação de informação são, sem dúvida, tarefas
importantes em qualquer projecto. Também a organização de eventos lhes pode conferir um
maior dinamismo. Mas, tratando-se de projectos de ensino/aprendizagem de ciências, eles
podem, e devem, envolver o trabalho laboratorial (preferencialmente de carácter
investigativo), a resolução de problemas e mesmo a abordagem de assuntos científicos
controversos.
95
O Esquema 9 esboçam-se as principais linhas orientadoras do modelo de ensino por
projectos que temos vindo a defender.
Esquema 9 - Desenvolvimento do projecto.
PROJECTO
parte de
Temática
de carácter
CTS
desenvolve-se
através de
Situações-problema
com base
numa
permitem
obter
Questão-guia
Resultados
que são
de
natureza
Sub-questões
que são
Interdisciplinar
que podem
envolver
produtos concretos
produção de informação,
construção de artefactos,
resolução de problemas,
investigações experimentais,
discussão de controvérsias
e organização de eventos
tais como
que concorrem
para a resposta
relatório, artefacto,
comunicação oral, póster,
artigo, etc.
Esperamos que a proposta aqui desenvolvida possa ser um instrumento de trabalho
gerador de estratégias úteis para educação em Ciência em todos os níveis de ensino e que
este guia didáctico se revele um documento útil no que respeita à planificação de actividades
de ensino com base em projectos.
96
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