SESSÃO DE FORMAÇÃO. 1. Finalidades e Objectivos. 2. O Inquiry Based Learning e as Ciências no ensino básico

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1 SESSÃO DE FORMAÇÃO SEMENTES DE CIÊNCIA NA CIDADE 1. Finalidades e Objectivos 2. O Inquiry Based Learning e as Ciências no ensino básico 3. A Liberdade do professor e as consequências da Aprendizagem * o Curriculum em espiral e o nível de exigência conceptual

2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 1.1 Finalidades e Objectivos TEMAS CENTRAIS DA SESSÃO DE FORMAÇÃO 2.1 O ensino das ciências através do Inquiry Based Learning 2.2 Educação científica e o ensino experimental das ciências no Ensino Básico 2.3 A Liberdade do professor... consequências na aprendizagem dos alunos em termos de conhecimentos, capacidades investigativas atitudes 2.4 O Curriculum em espiral e o nível de exigência conceptual

3 FINALIDADES E OBJECTIVOS 1. Reforçar a ideia da importância de uma adequada Educação Científica para todos, conduzindo os professores a uma intervenção inovadora no ensino (experimental) das Ciências; 2. Promover o ensino experimental das Ciências nos 1os anos de escolaridade; 3. Integrar a teoria e a prática durante a exploração das actividades, levando os professores a transferir a aprendizagem do contexto de formação para o contexto de aplicação (sala de aula); 4. Promover e valorização as actividades práticas/experimentais no ensino das Ciências no 1º CEB; 5. Desenvolver um modelo de renovação da educação científica nas escolas do ensino básico baseada na participação das comunidades científica e local (empresas, associações, etc.)

4 INQUIRY BASED LEARNING questionamento curiosidade TRABALHO EXPERIMENTAL interrogação dúvida aprendizagem

5 CICLO DE ENSINO E APRENDIZAGEM Diagnóstico / Levantamento de Hipóteses / Previsões Questão-problema (QP) Planificação do trabalho (de acordo com o problema e as hipóteses) Reflexão / Discussão / (in)validação das hipóteses / resposta à QP / avaliação Acção / Experimentação (observação, registos, pesquisas, discussão)

6 CICLO 1 Diagnóstico / Levantamento de Hipóteses / Previsões Questão-problema Planificação do trabalho CICLO 2 Reflexão / Discussão / (in)validação das hipóteses / resposta à QP /avaliação Acção / Experimentação Diagnóstico / Levantamento de Hipóteses / Previsões Questão-problema Planificação do trabalho Reflexão / Discussão / (in)validação das hipóteses / resposta à QP /avaliação Acção / Experimentação

7 METODOLOGIAS DE TRABALHO EM CIÊNCIAS ANTES DA EXPERIMENTAÇÃO DURANTE A EXPERIMENTAÇÃO DEPOIS DA EXPERIMENTAÇÃO O(A) professor(a) orienta os alunos de forma e decidirem em conjunto: - A questão-problema - As variáveis, as hipóteses, os registos - Diagnóstico - o que pensam que vai acontecer e porquê Os alunos (com o apoio do professor) executam a experiência planificada (fazendo previsões, controlando variáveis, observando, registando, comunicando, reflectindo ) Discussão ampla e aberta sobre o que se concluiu (resposta à questão-problema), validade das previsões e limites de validade da própria conclusão. - Reflexão de todo o trabalho desenvolvido. - Avaliação - Novas questões-problema.

8 EDUCAÇÃO CIENTÍFICA E ENSINO EXPRIMENTAL DAS CIÊNCIAS CONHECIMENTOS CAPACIDADES INVESTIGATIVAS ATITUDES - Termos - Factos - Conceitos - Leis e Teorias - Observar - Medir/Quantificar - Classificar - Seriar - Registar - Levantar questões/formular problemas - Formular/Testar hipóteses - Prever - Identificar/Operacionalizar variáveis - Interpretar dados/informação - Planear/Realizar experiências - Comunicação - Atitude interrogativa - Respeito pela evidência - Reflexão crítica - Perseverança - Espírito de cooperação - Criatividade

9 APRENDIZAGEM CIENTÍFICA E DIVERSIDADE DE TRABALHOS EXPERIMENTAIS DIMENSÃO PROCESSUAL ABERTO DIMENSÃO ATITUDINAL COMPLEXA - estudos de campo - trabalho experimental livre - investigação - projectos CONCRETO ABSTRACTO DIMENSÃO CONCEPTUAL - demonstrações / ilustrações - exercícios práticos - experiências de refutação - experiências de confronto SIMPLES FECHADO (Afonso, 2008)

10 DIMENSÃO CONCEPTUAL DIMENSÃO CONCEPTUAL CONCRETO - com base nos sentidos - simples - baixo nível de generalização - termos / factos / exemplos ABSTRACTO - com base no raciocínio - complexos - elevado nível de generalização - conceitos / teorias TERMO: maçã FACTO: há maçãs de várias cores CONCEITOS: a macieira, a oliveira, a laranjeira... são plantas e por isso, realizam a fotossíntese EXEMPLO: esta maçã é vermelha TEORIA (CELULAR): A macieira, a oliveira e a laranjeira são plantas, então pertencem ao grupo dos seres vivos que têm em comum serem constituídos por células, que são a unidade estrutural e funcional básica de todos os seres vivos.

11 DIMENSÃO PROCESSUAL ABERTO - uma questão ampla - várias formas de proceder - vários resultados/soluções possíveis - capacidades invstigativas de nível elevado DIMENSÃO PROCESSUAL O que pode acontecer aos alimentos se forem deixados ao ar livre? FECHADO - uma questão bem definida - uma forma de proceder - um resultado / uma solução - capacidades invstigativas de nível baixo O que acontece ao pão se for deixado num locao húmido, sem luz, durante uma semana?

12 DIMENSÃO ATITUDINAL COMPLEXA - espírito de abertura - respeito SIMPLES - obediência DIMENSÃO ATITUDINAL REALIZA A SEGUINTE EXPERIÊNCIA / ACTIVIDADE: 1. Monta a experiência com a ajuda da figura; 2. Regista com rigor os resultados de dois em dois dias; 3. O que esperas que aconteça às sementes? 4. Após 15 dias, analisa o conjunto de resultados obtidos; 5. Discute, com os teus colegas, uma explicação para os resultados; 6. Confronta as tuas ideias iniciais com as ideias finais; 7. Explica possíveis discrepâncias entre os resultados esperados e os resultados obtidos. REALIZA A SEGUINTE EXPERIÊNCIA / ACTIVIDADE: 1. Coloca o algodão no fundo do gobelé; 2. Humedece o algodão com 5ml de água; 3. Coloca as sementes por cima do algodão húmido; 4. Observa os resultados de dois em dois dias.

13 O TRABALHO EXPERIMENTAL - INVESTIGAÇÕES; PROJECTOS ABERTO EXEMPLO: Imagina que um agricultor pretende aproveitar um grande terreno para exploração agrícola utilizando espécies e variedades de plantas bem adaptadas à região para que o rendimento seja elevado sem conduzir à erosão dos solos. Falou com especialistas e aconselharam-no a pensar em vários aspectos, como por exemplo: COMPLEXO - No tipo de solo(s) que o terreno apresenta, - No clima da região ao longo do ano, - Na geografia e geomorfologia do terreno, - Nas espécies/variedades resistentes às doenças. O agricultor está confuso. Com tantas variáveis, não sabe como há-de. Queres ajudá-lo a construir uma exploração agrícola adaptada à sua região? ABSTRACTO

14 O TRABALHO EXPERIMENTAL - INVESTIGAÇÕES; PROJECTOS biorege.weblog.com.pt/arquivo/campo_feno.jpg SEM J F M A M J J A S O N D TRANS COL beja.blogs.sapo.pt/arquivo/planicie.jpg

15 EXPERIÊNCIAS DE REFUTAÇÃO; EXPERIÊNCIAS DE CONFRONTO GERMINAÇÃO... E LUZ...? CRIANÇA: AS SEMENTES PRECISAM DE LUZ PARA GERMINAR

16 EXPERIÊNCIAS DE REFUTAÇÃO; EXPERIÊNCIAS DE CONFRONTO COMPLEXO ABSTRACTO AS CONCEPÇÕES DOS ALUNOS: (EX: AS SEMENTES PRECISAM DE LUZ PARA GERMINAR ) PREVISÃO? PREVISÃO? PREVISÃO? PREVISÃO? Sementes de feijão colocadas às escuras. Outras sementes. Realizámos as experiências enteriores As sementes foram colocadas na superfície mas utilizando o solo. do solo. Germinaram! Germinaram As sementes Germinaram às escuras! às escuras! germinaram às escuras! FECHADO

17 ESTUDOS DE CAMPO; TRABALHO EXPERIMENTAL LIVRE CARACTERIZAÇÃO DA FLORA E DA FAUNA DO SOLO ABERTO A Estudo da comunidade vegetal 1 - Análise da vegetação arbórea e arbustiva 2 - Análise da vegetação herbácea B Estudo da comunidade animal 1 - Análise da macrofauna 2 - Análise da mesofauna /rom - Observar e identificar, com a ajuda de guias de campo, as espécies de plantas e animais encontrados na zona observada/analisada. - Traduzir a abundância de cada espécie animal e vegetal encontrada (muito abundante raro). - Seleccionar um animal para estudar o seu regime alimentar. CONCRETO SIMPLES (Afonso, IST, 2007, adaptado)

18 DEMONSTRAÇÕES / ILUSTRAÇÕES; EXERCÍCIOS PRÁTICOS À DESCOBERTA DE SI MESMO - a saúde do seu corpo: conhecer e aplicar normas de higiene alimentar (identificação dos alimentos indispensáveis a uma vida saudável, importância da água potável, verificação do prazo de validade dos alimentos ) [ ] (2º ano) ÁGUA IMPRÓPRIA PARA CONSUMO (ÁGUA NÃO POTÁVEL) 1. Encho um copo com água não potável (do poço, do tanque, da rega, do regato ). 2. Observo a água com o auxílio de uma lupa. 3. Passo a água através de um filtro. 4. Observo, com a lupa, a água filtrada. QUE OBSERVASTE NA ÁGUA ANTES DE SER FILTRADA? COMO FICOU A ÁGUA, DEPOIS DE SER FILTRADA? COMO FICOU O FILTRO? - LEIO E COPIO A ÁGUA POTÁVEL É INDISPENSÁVEL NA ALIMENTAÇÃO. (Bambi, 2º ano, 2003)

19 TEMAS CENTRAIS DA SESSÃO DE FORMAÇÃO 2.3 A LIBERDADE DO PROFESSOR... CONSEQUÊNCIAS NA APRENDIZAGEM DOS ALUNOS EM TERMOS DE CONHECIMENTOS, CAPACIDADES INVESTIGATIVAS E ATITUDES ACTIVIDADES PRÁTICAS Os alimentos agrupar; actividade à escolha dos professores (Actividade 1) Objectivo central: Alertar para a liberdade de acção do professor e reflectir sobre as consequências ao nível do desenvolvimento científico dos alunos (especialmente ao nível dos conhecimentos científicos). Os rebuçados Discutir e analisar possibilidades de exploração (Actividade 2) Objectivo central: Alertar para a liberdade de acção do professor e reflectir sobre as consequências ao nível do desenvolvimento científico dos alunos (especialmente ao nível do processos tais como o controlo de variáveis, a experiência-controlo). O pão Adaptar a diferentes níveis/alunos (Actividade 3) Objectivo central: Alertar para a liberdade de acção do professor e reflectir sobre as consequências ao nível do desenvolvimento científico dos alunos (especialmente ao nível do processos capacidades investigativas - controlo de variáveis, registos, organização dos dados e sua interpretação - e atitudes rigor, respeito pela evidência ).

20 ACTIVIDADE 1 AGRUPAR... ALIMENTOS QUE GOSTO ALIMENTOS QUE NÃO GOSTO - leite - bife - batata - doce de morango - chocolate (em pó) - peixe - ovos - maçã - pão - salsichas ALIMENTOS DO PEQ. ALMOÇO ALIMENTOS DE OUTRAS REFEIÇÕES - leite - pão - doce de morango - chocolate (em pó) - maçã - ovos - bife - peixe - salsichas - batata ALIMENTOS DE ORIGEM ANIMAL ALIMENTOS DE ORIGEM VEGETAL - leite - pão - doce de morango - chocolate (em pó) - maçã - ovos - bife - peixe - salsichas - batata CONSEQUÊNCIAS AO NÍVEL DA APRENDIZAGEM DOS ALUNOS (Ao nível dos conhecimentos científicos, das capacidades investigativas e das atitudes importantes em ciência)? Agrupamentos diferentes, baseados em critérios diferentes, como por exemplo: gosto/não gosto, origem animal/ vegetal, fonte de nutrientes proteicos/vitamínicos têm consequências distintas no desenvolvimento científico dos alunos. (Afonso, 2008)

21 ACTIVIDADE 2 A DISSOLUÇÃO - os rebuçados ACTIVIDADE: Factores que influenciam o tempo de dissolução de um material. O tamanho do rebuçado? O tipo de rebuçado? O estado de divisão do rebuçado? A quantidade de líquido (solvente)? A agitação da mistura? A temperatura? O tipo de solvente? CONSEQUÊNCIAS AO NÍVEL DA APRENDIZAGEM DOS ALUNOS? Alterações/Enriquecimento da actividade? (adaptado de Martins et al, 2007)

22 ACTIVIDADE 2 1ª PARTE 2ª PARTE O PÃO A B C (30 minutos - 30ªC) A B C A - farinha de milho (50 g) + água (cerca de 40 ml) + levedura seca (1/2 colher de café) B - farinha de milho (30 g) + farinha de trigo (20 g)+ água (cerca de 40 ml) + levedura seca (1/2 colher de café) C - farinha de trigo (50 g) + água (cerca de 40 ml) + levedura seca (1/2 colher de café) (P. Mata e M. Guerreiro, 2007, Sessão 6, adaptado)

23 ACTIVIDADE 2 3ª PARTE ACTIVIDADE DA LEVEDURA COM A TEMPERATURA CONSEQUÊNCIAS AO NÍVEL DA APRENDIZAGEM DOS ALUNOS (1ª, 2ª e 3ª partes)?

24 O CURRICULUM EM ESPIRAL E O NÍVEL DE EXIGÊNCIA CONCEPTUAL CAPACIDADES petragaleria.files.wordpress.com/2007/08/2004 petragaleria.files.wordpress.com/2007/08/2004 ATITUDES pages.framingham.k12.ma.us/summerscene/images CONHECIMENTOS

25 O CURRICULUM EM ESPIRAL E O NÍVEL DE EXIGÊNCIA CONCEPTUAL Um exemplo... ALIMENTAÇÃO SAUDÁVEL - RODA DOS ALIMENTOS - Grandes grupos de alimentos - Diversidade /Quantidade - Sólidos / Líquidos (água) ED. INFÂNCIA - Grandes (sub) grupos de alimentos - Diversidade /Quantidade - Sólidos / Líquidos (água) - Adaptação (idade, profissão ) 1º CICLO - (Sub) grupos de alimentos e nutrientes - Função dos nutrientes - Diversidade /Quantidade - Sólidos / Líquidos (água) - Adaptação (idade, profissão ) 2º CICLO

26 O CURRICULUM EM ESPIRAL E O NÍVEL DE EXIGÊNCIA CONCEPTUAL Ainda um outro exemplo... OS INSTRUMENTOS DE OBSERVAÇÃO Microscópio electrónico Microscópio óptico Lupa Telescópio simples Telescópio Telescópio espacial Hubble OBSERVAR O MAIS PEQUENO OBSERVAR O MAIS DISTANTE Que Conhecimentos? Que capacidades? Que atitudes? Como desenvolver em espiral tais competências?

27 REFLEXÃO FINAL Que Conhecimentos? Que capacidades? Que atitudes? Como desenvolver, em espiral, tais competências? Que liberdade de acção tem o professor? Tem consciência de tal liberdade e das consequências do uso dessa liberdade em termos do desenvolvimento científico dos seus alunos? Em que medida uma metodologia com base no Inquiry Based Learning pode facilitar um desenvolvimento científico abrangente e profundo?