CURRÍCULO DE BIOLOGIA: PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO SOBRE O TEMA CLADOGRAMA NO PROJETO FUNDÃO BIOLOGIA UFRJ

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1 CURRÍCULO DE BIOLOGIA: PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO SOBRE O TEMA CLADOGRAMA NO PROJETO FUNDÃO BIOLOGIA UFRJ Mariana Leaubon Souza (Instituto de Biologia/UFRJ Bolsista PIBEX) Valquíria Albuquerque (Instituto de Biologia/UFRJ Bolsista PIBEX) Valmíria Moura (Instituto de Biologia/UFRJ Bolsista PIBIAC) Caroline dos Santos Maciel Silva (Instituto de Biologia/UFRJ) Kristian Wessman (SME/RJ e SEEDUC/RJ) Marcia Serra Ferreira (Faculdade de Educação/UFRJ Bolsista CNPq e JCNE/FAPERJ) Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar um material didático sobre o tema cladograma que foi desenvolvido no âmbito do Projeto Fundão Biologia UFRJ, como parte de nossas atividades de estágio como bolsistas de extensão e de iniciação artística e cultural da universidade, em parceria com um professor de Biologia da rede pública. Especificamente, buscamos refletir sobre as escolhas que vimos fazendo na produção desse material, entendendo a importância de todo o processo em nossa formação inicial e continuada. Nele, tivemos uma compreensão ampliada das especificidades envolvidas na transformação dos conhecimentos acadêmicos sobre o tema cladograma em conhecimentos escolares. Esse foi um grande desafio, uma vez que o tema é bastante complexo. Palavras-chave: currículo; cladograma; material didático; ensino de Biologia. Introdução Este trabalho tem como objetivo apresentar um material didático sobre o tema cladograma que foi desenvolvido no âmbito do Projeto Fundão Biologia UFRJ, como parte de nossas atividades de estágio como bolsistas de extensão e de iniciação artística e cultural da universidade 1, em parceria com um professor de Biologia da rede pública. Especificamente, buscamos refletir sobre as escolhas que vimos fazendo na produção do referido material, tanto aquelas de ordem conceitual quanto as estéticas e pedagógicas, entendendo a importância de todo esse processo em nossa formação inicial e continuada. O Projeto Fundão Biologia UFRJ é uma ação de extensão pioneira na universidade, 1 Essas atividades se desenvolvem no âmbito do projeto de extensão Memória do ensino de Ciências na UFRJ: revitalização do acervo histórico do Projeto Fundão Biologia, no qual investimos tanto na preservação do acervo existente quanto na elaboração de novas produções didáticas voltadas para o ensino e a formação de professores em Ciências e Biologia. Em uma etapa inicial, o então estagiário Rodrigo Lisboa Leitão, aluno da Licenciatura em Ciências Biológicas da UFRJ, participou da elaboração do material didático aqui apresentado. 5371

2 criada em 1983 por meio de uma ação da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES): o Subprograma Educação para a Ciência (SPEC). Na ocasião, sob a denominação Projeto Fundão: desafio para a Universidade, diversas unidades acadêmicas da instituição reuniram-se em torno de uma iniciativa que buscava a melhoria do ensino de Ciências e Matemática por meio de ações como a busca de soluções locais, a formação de professores e o incentivo à pesquisa na área (FERREIRA et al., 2013, p. 6). Produzindo atividades de formação docente e materiais didáticos voltados para as redes públicas de ensino, desde o início os professores da educação básica foram vistos como fundamentais para que as estratégias e as atividades propostas pudessem ter efeito a curto ou médio prazo, ao mesmo tempo em que asseguravam a continuidade, a difusão e a multiplicação dos esforços empreendidos (FERREIRA et al., 2013, p. 8). Assim, mesmo quando, a partir do final da década de 1980, foram ocorrendo uma série de transformações no Subprograma Educação para a Ciência (SPEC) até a sua extinção, nos anos de 1990, o Projeto Fundão Biologia UFRJ continuou suas atividades buscando novos caminhos e criando uma crescente autonomia em relação aos outros setores do Projeto Fundão: desafio para a Universidade. Nessa história, fica explícito o permanente interesse das diversas equipes que vieram integrando o referido projeto em estabelecer parcerias com escolas e professores. Nossa opção pela temática cladograma foi feita em 2013, no diálogo com um professor de Biologia da rede pública de ensino do Rio de Janeiro. Em um primeiro encontro, manifestamos o nosso desejo de elaborar um material didático que pudesse efetivamente interessar a docentes em exercício na rede pública, servindo como objeto de reflexão para a parceria que o Projeto Fundão Biologia UFRJ tem estabelecido com escolas e professores. Nesse contexto, essa escolha atendeu aos seguintes critérios: (1 o ) a escassez de materiais didáticos especificamente voltados para o ensino da temática na educação básica; (2 o ) a defasagem na formação de professores de Ciências e Biologia no que se refere à essa temática, uma vez que a mesma possui uma história recente nos currículos acadêmicos, não tendo sido provavelmente estudada por muitos dos professores mais antigos na profissão 2 ; (3 o ) o professor ainda não havia abordado a temática no ano letivo de 2013, o que significa que o material didático poderia ser utilizado em suas turmas do 2 o ano do ensino médio 3. 2 Dizemos isso com base na experiência de uma das autoras do presente trabalho, que se formou, no final dos anos de 1980, no curso de Licenciatura em Ciências Biológicas na Universidade Federal do Rio de Janeiro sem estudar formalmente, nas diversas disciplinas acadêmicas cursadas, a referida temática. 3 Isso acabou não ocorrendo por conta da greve de professores ocorrida na rede estadual do Rio de Janeiro em 2013, o que alterou todo o calendário escolar e inviabilizou a nossa entrada em sala de aula naquele momento. 5372

3 Posteriormente, em reuniões organizadas entre a nossa equipe e o referido professor, fomos estabelecendo objetivos para o material didático, assim como o formato e as possibilidades metodológicas do mesmo. Em todo o processo, fomos percebendo as especifidades do conhecimento escolar frente aos conhecimentos aprendidos nas aulas de Zoologia ministradas na formação inicial de professores, assim como em produções científicas e acadêmicas, compreendendo que as finalidades do ensino não se submetem, necessariamente, às finalidades que presidem a produção dos conhecimentos científicos. Afinal, para Selles & Ferreira (2005), autoras que investigam a disciplina escolar Biologia no diálogo com Macedo & Lopes (2002) 4, ainda que as ciências de referência e as disciplinas escolares atendam a finalidades sociais do conhecimento e da educação: As primeiras se desenvolvem em direção a processos cada vez mais especializados, mobilizando determinados objetivos sociais em favor de sua própria institucionalização, as disciplinas escolares trabalham com conhecimentos organizados e transformados para fins de ensino, funcionando como um princípio ordenador e controlador do currículo, estruturando os tempos e os espaços escolares. Tais conhecimentos materializam os diversos processos de seleção cultural, que são condicionados por aspectos sócio-históricos diversos, para além de critérios exclusivamente epistemológicos (SELLES & FERREIRA, 2005, p. 52). No presente trabalho, tomamos como referência, portanto, o processo envolvido na elaboração do referido material didático para tecer algumas reflexões mais amplas acerca das questões que envolvem a constituição dos conhecimentos escolares. Para realizar essa tarefa, na proxima seção abordamos tanto as características do próprio material didático produzido quanto as razões das variadas escolhas que vimos fazendo ao longo do processo. Defendendo o uso didático do cladograma Inserindo a produção de um material didático sobre o tema cladograma nas discussões curriculares voltadas para o ensino da evolução na disciplina escolar Biologia, iniciamos nossas discussões coletivas entendendo a importância da sistemática filogenética na constituição das Ciências Biológicas como ciência de referência. Nessa forma de organizar os conhecimentos sobre os seres vivos, estes são dispostos de acordo com sua história evolutiva, levando em consideração a ancestralidade em comum e os caracteres derivados de cada organismo (AMORIM, 2002). Para representar visualmente essas relações de parentesco 4 O diálogo é feito com o texto: MACEDO, E. & LOPES, A. C. A estabilidade do currículo disciplinar: o caso das Ciências. In: MACEDO, E. & LOPES, A. C. (orgs.) Disciplinas e integração curricular: história e políticas. RJ: DP&A, p ,

4 e compreender mais facilmente a história evolutiva de um grupo, os pesquisadores apresentam as filogenias usando um diagrama em forma de árvore que é chamado de cladograma. Este organiza linhagens diferentes de seres vivos usando os critérios de tempo e de acúmulo de mutações. Percebe-se que quanto mais próximo o surgimento dos clados na linha temporal, menos diferenças genéticas haverá entre eles. De acordo com Santos, Araújode-Almeida & Christoffersen (2010), esse tipo de representação em diagramas têm ocorrido desde a publicação, de 1859, da obra On the Origin of Species de Charles Darwin. Santos, Araújo-de-Almeida & Christoffersen (2010, p. 670) destacam o valor científico do método de análise filogenética ou método cladístico na redução do essencialismo e subjetividade nas atividades de taxonomia e sistemática. Além disso, segundo os autores, o conhecimento filogenético é relevante para várias áreas das Ciências Biológicas, tendo se tornando uma importante referência para a área. Afinal: Desde a sua divulgação mundial, através da versão em língua inglesa Systematic Phylogenetics (Hennig, ), e submetido a contínuo refinamento teórico e metodológico, o método cladístico tornou-se o paradigma para a compreensão da história evolutiva da biodiversidade, permitindo o entendimento dos padrões de distribuição dos caracteres produzidos pelo genótipo num contexto de ancestralidade-descendência e, desta forma, possibilitando a detecção e recuperação de informações sobre os padrões macroevolutivos (Araújo-de-Almeida et al., 2007a 6 ). (SANTOS, ARAÚJO-DE-ALMEIDA & CHRISTOFFERSEN, 2010, p. 671) Por constituir, no próprio campo científico, uma forma de representação com caráter didático, o cladograma pode ser considerado uma metodologia muito útil para o ensino de evolução no contexto escolar. Para Brandão & Viana (2010, p. 2299), por exemplo, o seu uso desestabiliza a ideia de evolução como transformação linear, em que os mamíferos e, dentro destes, o homem está no topo do processo. Ele serve, igualmente, para abordar aspectos filosóficos relativos ao método científico (SANTOS & CALOR, apud SANTOS, ARAÚJO-DE-ALMEIDA & CHRISTOFFERSEN, 2010), além de permitir uma interessante problematização acerca da relação que vimos estabelecendo com a biodiversidade do planeta (SANTOS, ARAÚJO-DE-ALMEIDA & CHRISTOFFERSEN, 2010). Além disso, a adoção de tal metodologia torna o processo de aprendizagem ativo, onde o estudante pode 5 Os autores se referem ao texto: HENNIG, W. Phylogenetic Systematics. University of Illinois Press, Os autores se referem ao texto: ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E.; AMORIM, D. S.; SANTOS, R. L.; CHRISTOFFERSEN, M. L. Sistemática filogenética para o ensino comparado de Zoologia. In: ARAÚJO-DE- ALMEIDA, E. (org.). Ensino de Zoologia: ensaios didáticos. João Pessoa: Ed. UFPB, p , 2007a. 7 Os autores se referem ao texto: SANTOS, C. M. & CALOR, A. R. Using the logical basis of phylogenetics as the framework for teaching biology. Papéis Avulsos de Zoologia, 48(18), p ,

5 participar na construção do conhecimento abordado em sala (BRANDÃO & VIANA, 2010, p. 2299), contribuindo para o questionamento da memorização e do enciclopedismo no ensino de Ciências e Biologia (GUIMARÃES, apud DORVILLÉ et al., 2010). Esse caráter didático já foi anteriormente explorado em Schrago, Costa & Ferreira (2001, p. 152), em relato sobre atividade de ensino sobre o método filogenético desenvolvida na antiga sexta série (atual sétimo ano) do ensino fundamental, no Colégio de Aplicação da Universidade Federal do Rio de Janeiro, no âmbito da Prática de Ensino do curso de Licenciatura em Ciências Biológicas, com o objetivo de estabelecer ligação entre a Taxonomia e a Evolução, conteúdos usualmente tratados de modo isolado nos ensinos fundamental e médio. Afinal, de acordo com esses autores: Após a revolução darwiniana, não há razão para compreendermos a classificação biológica como uma simples ferramenta usada pelos cientistas; na verdade, ela passa a ser o eixo central no estudo da diversidade, já que os grupos anteriormente estabelecidos de maneira não evolutiva agora podem ser interpretados como unidades com a mesma descendência (um ancestral comum). (SCHRAGO, COSTA & FERREIRA, 2001, p ). Na mesma direção defendida por Schrago, Costa & Ferreira (2001), a sistemática filogenética e, nesse contexto, o cladograma já aparecem em livros didáticos de Biologia de autores brasileiros (ver, por exemplo, AMABIS & MARTHO, 2006; CÉSAR & SEZAR, 2003) e estrangeiros (ver, por exemplo, SADAVA et al., 2009) voltados para o ensino médio. Eles aparecem, igualmente, em concursos de acesso à universidade pública (ver, por exemplo, ENEM 2012, p. 30, questão 85) e em documentos oficiais como o Currículo Mínimo de Biologia da Secretaria de Educação do Governo do Estado do Rio de Janeiro (SEEDUC/RJ), que apresenta como uma das habilidades e competências do primeiro ano do ensino médio identificar, filogeneticamente, as relações de parentesco entre os seres vivos. É nesse contexto de crescente defesa e adoção do cladograma que produzimos o nosso material. Conhecendo o material didático produzido No que se refere ao nosso material didático, ele foi construído com o seguinte formato: cinco tabuleiros em papel pardo, cada um deles contendo um cladograma com dez corpos desenhados; sessenta e quatro peças que podem ser encaixadas nos corpos (oito asas, oito carapaças, oito pares de brânquias, oito pares de olhos, oito caudas, oito pares de presas, 8 Os autores se referem ao texto: GUIMARÃES, M. A. Uma proposta de ensino de Zoologia baseada na sistemática filogenética. In: Anais do XII ENDIPE. Curitiba: PUCPR,

6 oito pares de patas e oito pares de antenas). As peças apresentam-se separadamente para que cada grupo de alunos possa utilizá-las formando um ser hipotético. Essas peças são distintas entre si e foram criadas a partir de semelhanças com estruturas conhecidas dos estudantes: as asas com as de borboleta; a carapaça com o casco das tartarugas; as brânquias e os olhos com os que encontramos em peixes; a cauda com a dos girinos; o par de presas com os caninos de carnivoros; as patas com as dos sapos; as antenas com as dos insetos (vide figura 1). Essa mescla de peças com estruturas inspiradas em seres vivos diversos foi produzida com o objetivo de que os alunos não fossem induzidos a criar um determinado animal conhecido, mas que possam agrupar as peças formando um organismo hipotético. Para realizar essa tarefa, cada grupo deve levantar hipóteses acerca das condições de sobrevivência desse organismo em um determinado tempo, dentro de uma escala evolutiva. Após o término da atividade, cada grupo de alunos poderá explicar ao professor como chegaram a tais hipóteses. Figura 1 Peças do material didático sobre o tema cladograma. Nossa sugestão é que, em uma primeira etapa, os alunos sejam reunidos em grupos de três a seis componentes, dependendo do tamanho da turma. Nesse momento, pode ser feita uma explicação inicial sobre o assunto, apresentando aos alunos a ideia geral sobre o que é um cladograma e quais as regras básicas para entendê-lo. Em seguida, deve ser feita uma reflexão sobre as diferenças e semelhanças que os organismos possuem entre si. O professor 5376

7 pode levar diferentes imagens de organismos e pedir para que os estudantes apontem, por exemplo, as semelhanças entre esses organismos, listando-as no quadro. Entendemos que a turma deve ser despertada para o estudo das semelhanças e diferenças entre os seres vivos. Para representarmos essas semelhanças e diferenças é que usamos um diagrama, sendo divido por clados, palavra grega que significa ramos. Um diagrama que divide diferentes linhagens de seres vivos em ramos é um cladograma. Nele, os grupos de seres vivos são divididos como em uma árvore, apresentando ramos e nós. O nó que precede qualquer bifurcação em um cladograma representa que, a partir daquele momento, duas (ou mais) populações de uma espécie passaram a evoluir separadamente. Isso provavelmente ocorreu em locais separados por barreiras geográficas, sofrendo pressões de seleção natural diferentes, que as levaram a acumular diferentes mutações e que resultaram, em uma determinada escala de tempo, no aparecimento da diversidade de estruturas que observamos nos organismos de hoje. No entanto, notamos que algumas estruturas são mais comuns, aparecendo em uma grande diversidade de organismos, o que pode indicar que tenham surgido mais antigamente. O crescimento do ramo representa a passagem de tempo, o que explica o surgimento dessas estruturas. A escala para o surgimento de novas espécies é de milhares de anos. Importante também é saber que uma estrutura pode vir a ser perdida em um momento futuro também devido a pressões ambientais, em alguns casos restando vestígios dessa característica. Tomando como referência esses aspectos, em uma segunda etapa, cada grupo de alunos deve receber um tabuleiro e um conjunto com as diferentes peças. Os alunos devem decidir coletivamente a montagem de cada organismo cujo corpo basal está representado no tabuleiro a partir da escolha das peças apresentadas na figura 1 que, combinadas, formarão seres vivos hipotéticos. Espera-se que o processo não seja aleatório, uma vez que os alunos devem ser questionados, ao longo da aula, sobre o uso do tabuleiro de acordo com o cladograma representado, assim como sobre a viabilidade da junção de peças que representam estruturas supostamente adaptadas a ambientes muito diferentes. Por fim, em uma terceira etapa, recomenda-se uma discussão acerca dos motivos que levaram cada grupo de estudantes a produzir determinadas conformações finais de organismos. Seria interessante fazer um quadro comparativo dos resultados produzidos por toda a turma, estimulando cada grupo a explicar suas escolhas para os demais e discutir a viabilidade dos organismos resultantes e em quais ambientes conhecidos pelos estudantes cada um deles poderia viver. A ideia é problematizar tais escolhas, questionando, a incoerência de produzir um organismo hipotético com brânquias e, simultaneamente, asas, além de discutir a possibilidade de 5377

8 caracteres adquiridos posteriormente desaparecerem, a questão do ancestral comum e que possíveis pressões ambientais poderiam estar presentes no surgimento dos vários caracteres. Considerações finais Como dissemos anteriormente, nossa opção pela produção de um material didático sobre o tema cladograma surgiu da necessidade de disponibilizar para licenciandos e professores, no âmbito de nossas ações de extensão e de iniciação artística e cultural no Projeto Fundão Biologia UFRJ, algo que, apesar de já estar presente nos currículos de Biologia, não é facil de ser ensinado e nem sempre é uma temática bem conhecida. Ao longo do processo, fomos estudando a tema e, simultaneamente, escolhendo o formato que o material didático iria assumir, assim como os tipos de materiais que poderiam ser utilizados, tendo em vista que ele deve poder ser reproduzido, rapidamente e a baixíssimo custo, por qualquer professor que queira utilizá-lo. Em constante diálogo com um professor de Biologia da rede pública de ensino do Rio de Janeiro, procuramos nos colocar, a todo instante, no lugar do professor que explicaria o assunto para os alunos, nos questionando se quem não teve contato com um cladograma durante a formação inicial teria condições de entender claramente o material didático apenas lendo o material de apoio e as instruções para o uso do material didático que foram por nós formuladas. Nesse movimento, nos empenhamos para que ambos fossem realmente explicativos e facilitassem o nosso diálogo com os docentes. Em movimento semelhante, buscamos nos colocar, igualmente, no lugar dos estudantes do ensino médio que utilizariam o material didático, seu tabuleiro e peças, observando as possibilidades de combinações que poderiam ser feitas na construção de organismos hipotéticos, os possíveis debates e questionamentos sobre o tema. Tais reflexões, que têm nos colocado, simultaneamente, no papel de professores e de alunos, tem sido de grande valia em nossa formação inicial e continuada, possibilitando uma compreensão ampliada das especificidades envolvidas na transformação dos conhecimentos acadêmicos sobre o tema cladograma em conhecimentos escolares. Esse foi um grande desafio, uma vez que o tema é bastante complexo. Afinal, de acordo com Santos, Araújo-de-Almeida & Christoffersen (2010, p ), os cladogramas, por si sós, não são auto-explicativos, necessitando, para a interpretação correta, do conhecimento de conceitos básicos da Sistemática Filogenética, e.g. cladogênese, homologia, homoplasia, plesiomorfia, apomorfia. Referências bibliográficas 5378

9 AMABIS, J. M. & MARTHO, G. R. Fundamentos da Biologia Moderna. Volume Único. 4ª ed. São Paulo: Moderna, AMORIM, D. S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Ribeirão Preto; Holos, p.15-17; 57-62, BRANDÃO, A. L. R. & VIANA, S. M. Cladogramas como proposta de jogo para o ensino de Evolução. Revista da SBEnBio, n. 3, p , out CÉSAR & SEZAR. Biologia. Volume Único. 3ª ed. São Paulo: Saraiva, DORVILLÉ, L. F. M.; AZEVEDO, M.; MATSUSHITA, L. Y.; AYRES, A. C. M.; PARIS, I. L. & GATTO, T. N. Trabalhando com Sistemática Filogenética no ensino médio: uma proposta de atividade. Revista da SBEnBio, n. 3, p , out FERREIRA, M. S.; SILVA, C. S. M.; SILVA, C. F. C.; SOUZA, M. L.; BEDA, M. A.; MOURA, V. & ALBUQUERQUE, V. Projeto Fundão 30 anos. Biologia. 32 p. Rio de Janeiro: Pró-Reitoria de Extensão (PR5) da UFRJ, SADAVA, D.; HELLER, H. C.; ORIANS, G. H.; PURVES, W. K. & HILLIS, D. M. Vida: a ciência da Biologia. Volume II: Evolução, Diversidade e Ecologia. 8ª ed. Porto Alegre: Artmed, SANTOS, R. L; ARAÚJO-DE-ALMEIDA, E.; CHRISTOFFERSEN, M. L. Emprego de diagramas filogenéticos refletindo eventos macroevolutivos em livros didáticos de Biologia para o Ensino Médio no Brasil. Revista da SBEnBio, n. 3, p , out SCHRAGO, C. E. G.; COSTA, C. M. S. & FERREIRA, M. S. O estudo do método filogenético no ensino fundamental. In: SELLES, S. E. et al. (Orgs.). Anais do I Encontro Regional de Ensino de Biologia da Regional RJ/ES. Novo milênio, novas práticas educacionais? Niterói: UFF e SBEnBio, p , SELLES, S. E. & FERREIRA, M. S. Disciplina escolar Biologia: entre a retórica unificadora e as questões sociais. In: MARANDINO, M.; SELLES, S. E.; FERREIRA, M. S. & AMORIM, A. C. R. (Orgs.). Ensino de Biologia: conhecimentos e valores em disputa. Niterói: EDUFF, p ,