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Um estudo realizado em uma escola estadual sobre a aplicação de uma unidade ensino potencialmente significativa (ueps) sobre o sistema respiratório no ensino fundamental, com o objetivo de promover o ensino interdisciplinar de física, química e biologia. O material foi aplicado a uma turma de alunos do 8° ano e envolvia atividades como construção de mapas conceituais e realização de experimentos demonstrativos. As atividades realizadas, as descobertas obtidas e as reflexões dos alunos.
Tipologia: Esquemas
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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA, CÂMPUS ARARANGUÁ CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS DA NATUREZA COM HABILITAÇÃO EM FÍSICA
KETERLLIN FARIAS CIDADE
ARARANGUÁ 2016
KETERLLIN FARIAS CIDADE
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Licenciatura em Ciências da Natureza com Habilitação em Física, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, câmpus Araranguá, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Licenciada em Ciências da Natureza com habilitação em Física. Orientadora : Prof. Ma. Silvana Fernandes Co-orientador : Prof. Me. Samuel Costa
ARARANGUÁ 2016
“Não importa quanto a vida possa ser ruim, sempre existe algo que você pode fazer, e triun- far. Enquanto há vida, há esperança.” (Stephen Hawking)
O ensino de Ciências da Natureza no ensino fundamental vem enfrentando diversos problemas, um deles é a fragmentação do conhecimento. Os saberes na disciplina são voltados especificamente para as Ciências Biológicas, deixando de apresentar as outras áreas da Natureza, como as Ciências Físicas e Químicas. Com isso, o objetivo desse trabalho é apresentar uma Unidade Ensino Potencialmente Significativa como metodologia que pode facilitar o ensino interdisciplinar no ensino das Ciências da Natureza no ensino fundamental, com intuito de superar a abordagem fragmentada do ensino. Este material foi aplicado e analisado numa escola Estadual na cidade de Araranguá (SC) com dezessete alunos do oitavo ano do ensino fundamental. Foram minitradas o total de doze aulas sobre o sistema respiratório, destacando conceitos químicos, físicos e biológicos sobre o mesmo. Palavras-chave : Ensino de Ciências; Ensino Fundamental; Interdisciplinaridade.
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básica estadual do município de Araranguá (SC). Para tanto a UEPS contou com diversos recursos apresentados no capítulo de metodologia.. No segundo capítulo deste trabalho são apresentadas as UEPS e a interdisciplinaridade. A seguir no terceiro capítulo as metodologias utilizadas, destacando o processo de aplicação do projeto, que teve início no primeiro semestre do ano de 2016, tendo duração de 12 horas/aula. Já no terceiro capítulo será o momento de levantamento de dados e suas respectivas análises. E, para finalizar, no quarto capítulo serão apresentadas as considerações finais sobre o projeto, seguido das referências bibliográficas.
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Historicamente no Brasil se pode perceber uma educação marcada por fragmentação e desarticulação de componentes curriculares, fazendo as disciplinas serem estudadas isoladamente. Para que diminua tal fragmentação e se alcance um ensino de Ciências da Natureza interdisciplinar e contextualizado, a legislação vigente aderiu a “programas de ensino voltados à integração dos saberes, na busca de ações interdisciplinares”, ou seja, programas nos quais o conhecimento se apresente de forma interdisciplinar. (LAPA; BEJARANO; PENIDO, 2011, p. 2). Este conceito, o de interdisciplinaridade vem sendo muito estudado, mas, dentre os pesquisadores preocupados com tal questão, podemos perceber que não há um consenso no que diz respeito a ele. Carlos (2007), por exemplo, afirma que “a definição de interdisciplinaridade de Japiassú (1976) não se aplica ao ensino ou ela está equivocada” (p. 38), pois não representa uma concepção abrangente o suficiente para poder incluir a interdisciplinaridade no ensino. Mas a pesquisa sobre interdisciplinaridade no âmbito do ensino tem como uma das principais colaboradoras Fazenda (1994). Aparentemente, a autora não apresenta o conceito de interdisciplinaridade bem definido, mas é possível perceber que, em sua proposição, a interdisciplinaridade está fortemente baseada na parceria e na cooperação. Realizando uma pesquisa sobre o mesmo tema focada no ensino de Ciências, Mozena e Ostermann (2014) fizeram uma análise bibliográfica de setenta artigos publicados em revistas Qualis sobre as dificuldades encontradas ao implementar a interdisciplinaridade. Essas dificuldades foram categorizadas pelas autoras em institucionais, metodológicas, relativo, aos professores e referente aos alunos. Dentre elas, destacam a
[...] fragilidade do professor e a falta de apoio quando o assunto é desenvolver aulas sob a filosofia interdisciplinar. [...] A falta de material didático adequado e os condicionantes da escola também são obstáculos à efetivação da interdisciplinaridade por parte do professor em sala de aula (p. 198). Ainda sobre as dificuldades Saucedo et al. (2013) destacam, a partir de relatos de professores ao desenvolver práticas interdisciplinares, a falta de tempo que pode acarretar na dificuldade em buscar por pesquisar, o número reduzido de livros nas bibliotecas, a baixa carga horária por turma, a baixa remuneração e o escasso conhecimento sobre o assunto. Os mesmos autores ainda afirmam que muitos docentes compreendem a relevância de realizar trabalhos interdisciplinares, porém têm mantido uma metodologia pautada em práticas de
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Nesse sentido, acredita-se que a junção da UEPS com a prática interdisciplinar no ensino de Ciências pode ser um meio de minimizar dificuldades, sendo esta uma metodologia alternativa que pode auxiliar na execução das aulas, conforme procurar-se-á mostrar no próximo capítulo.
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A presente pesquisa foi de caráter qualitativo, na qual a partir de levantamento de dados descritivos, obtidos com o contato direto, permitiu interpretar e compreender a perspectiva dos participantes (GIL, 2010). Esta investigação, conforme já referido, teve como objetivo planejar, implementar e avaliar uma UEPS como alternativa para a superação da abordagem fragmentada do ensino de Ciências da Natureza nos anos finais do ensino fundamental. Ela ocorreu no primeiro semestre de 2016 no âmbito do Estágio de Regência I do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza com habilitação em Física do Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC), câmpus Araranguá. Assim, permitiu o incentivo ao longo da formação a realização de atividades de ensino, pesquisa e extensão, de forma a refletir sobre a própria prática pedagógica. As atividades foram realizadas na unidade curricular de ciências com uma turma composta por dezessete alunos do 8° ano do ensino fundamental de uma escola de ensino básico do Estado de Santa Catarina, localizada no município de Araranguá (SC). A proposta desta investigação visou superar a fragmentação a qual atualmente o ensino de Ciências da Natureza tem sido frequentemente submetido, na medida em que costuma ser divido em espécies de disciplinas, inclusive no ensino fundamental. Esta divisão ocorre sob a influência de diferentes fatores, como a organização dos livros didáticos e a formação inicial do professor da referida unidade curricular (COUTO, 2011) que privilegia na maioria das vezes, os conhecimentos de Biologia. Com isso, há o estabelecimento de fronteiras entre as diferentes áreas do conhecimento, no qual espaços são delimitados e demarcados. Como consequência, muitas vezes o mesmo assunto é abordado sob a ótica da Química, da Física e da Biologia sem relação alguma. Como alternativa para a referida fragmentação foi proposta a utilização da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, buscando a interdisciplinaridade no ensino de Ciências da Natureza. Esta perspectiva preconiza o ensino-aprendizagem não mecânico e centrado no aluno, ancorando os significados em conceitos pré-existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. Ainda no âmbito da referida teoria Moreira (2012b) propõe a UEPS como metodologia facilitadora da aprendizagem significativa. Essa é basicamente uma sequência didática construída a fim de contribuir com o processo de ensino-aprendizagem, fundamentada teoricamente na aprendizagem significativa.
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a visualização do processo de respiração envolvendo conceitos físicos (pressão e volume), químicos (composição da atmosfera, ligações entre moléculas e trocas gasosas), além dos biológicos (órgãos, doenças, corpo humano). O recurso didático supracitado foi utilizado como estratégia de planejamento do conteúdo para auxiliar no próprio planejamento e na implementação das aulas. Moreira (2011) salienta que essa pode ser uma técnica muito flexível no âmbito do ensino, podendo ser usada em diversas situações, como por exemplo, em uma única aula ou em uma unidade de estudo. Nessa investigação, o mapa conceitual demonstrou as relações significativas entre os conceitos trabalhados em toda a UEPS, permitindo uma visão geral do tema. Assim, corroborando Moreira (2011) este diagrama hierárquico foi uma importante ferramenta no processo de ensino-aprendizagem realizado, na medida em que permitiu planejar as situações que os alunos utilizaram para reconciliar, integrar e diferenciar conceitos. Além do mapa conceitual foi elaborado o diagrama V, recurso este muito utilizado no âmbito da Teoria de Aprendizagem Significativa (Figura 2). Cabe ressaltar que ele pode ser utilizado de diferentes formas, tanto no processo de avaliação da aprendizagem quanto no planejamento de uma sequência didática, como instrumento heurístico. Contudo, nesta situação o recurso em questão foi utilizado apenas no planejamento das aulas (MOREIRA, 2012a).
Figura 2 - Planejamento da UEPS em diagrama V
DOMÍNIO CONCEITUAL DOMÍNIO METODOLOGICO
Filosofia: O ensino de Ciências, quando realizado de maneira significativa, pode subsidiar criticidade do aluno, tornando-o consciente de seu papel na sociedade, permitindo assim, questionamentos que oportunizam o entendimento dos fenômenos que os cercam.
Teorias: Aprendizagem Significativa de David Ausubel; Lei Geral dos Gases.
Princípios: Uma nova informação adquire significados para o aprendiz por meio de uma espécie de
Asserções de valores: Quando o aluno por meio da a- prendizagem significativa começa a entender os fenômenos científi- cos, desperta também certa curio- sidade sobre assuntos que antes só observava de forma acrítica. Asserções de conhecimento: Quando o avião decola a pressão externa começa a diminuir (já que o avião está subindo), pois quanto maior for a altura menor será a pressão atmosférica. O sistema controla válvulas localizadas na parte de trás do avião ( Outflow Valve ) para que a pressão interna fique aproximadamente igual a pressão atmosférica do aeroporto.
QUESTÃO FOCO: Por que, em um voo de aeronave, a cabine onde ficam os tripulantes deve ser pressurizada?
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ancoragem em aspectos pré- existentes na estrutura cogniti- va do sujeito; A pressão absoluta e o volume de certa quantidade de gás con- finado são inversamente pro- porcionais se a temperatura permanecer constante em um sistema fechado.
Conceitos-chave: Sistema respiratório, respiração, pressão e trocas gasosas.
Critérios: O aluno deverá responder os rotei- ros de experiência e trabalhos que conterão questões que relacionem o cotidiano e as ciências. Deverá desenvolver e apresentar os mapas solicitados. Dados: A avaliação será por meio de par- ticipação na aula, execução dos roteiros, trabalhos, mapas e dis- cussões. Evento: Aula prática, aula demonstrativa, aula expositiva e dialogada. Fonte: A autora. O diagrama V apresenta o domínio teórico-conceitual do processo de produção do conhecimento do lado esquerdo, onde foi apresentada a filosofia, teorias de aprendizagem e seus respectivos princípios. Já o lado direito se refere ao domínio metodológico, ou seja, como fazer e como avaliar, enquanto no centro é apresentada a questão foco, que norteou a sequência didática e os eventos. Baseando-se no mapa conceitual e no diagrama V foram planejados os passos que compuseram a UEPS, apresentando as aulas e as atividades que foram desenvolvidas (Quadro 1).
Quadro 1 - Resumo dos aspectos sequenciais da UEPS sobre o sistema respiratório. Passos Aula Atividades
Passo inicial
Aula 1 Instrução conceituais.^ dos alunos sobre: o que é; qual a utilidade^ e como construir mapas
Aulas 2 e 3
Construção de mapas conceituais sobre o Sistema Respiratório, e, a partir das discussões desses mapas, levantamentos dos conhecimentos prévios dos alunos para organizar as próximas etapas.
Situações- problemas
Aula 4 Utiliza indagando os alunos sobre questões relacionadas ao ar.ção de^ experimentos demonstrativos^ como organizadores prévios
Aula 5
Explicação sobre a importância do ar para a respiração e sua composição química, aproveitando para conceituar a pressão atmosférica e relacioná-la com o sistema respiratório. Aplicação de um trabalho individual sobre as questões problema do aspecto anterior. Revisão
Aula 6 Constru sistema respiratório.ção do modelo didático “Pulmão de garrafa PET” para representar o Aulas 7 e 8
Aula expositiva e dialogada sobre o sistema respiratório, utilizando o modelo didático e o torso. Nova Situação- Aula 9 Exibição de um vídeo para relembrar os temas já estudados.
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Conforme comentado anteriormente, a primeira etapa da UEPS consistiu na construção de mapas conceituais prévios que, mais tarde, foram utilizados como avaliação de aprendizagem. Em pequenos grupos, separados por cores (branco, verde, rosa e azul), os alunos desenvolveram mapas conceituais (Figura 3) com conceitos pré-estabelecidos, ou seja, entregues a eles, com o intuito de revelar o conhecimento prévio dos alunos em relação ao sistema respiratório.
Figura 3 - Mapas Conceituais prévios construídos por: grupo branco (A), grupo verde (B), grupo rosa (C) e grupo azul (D)
Fonte: A autora. Durante a construção dos mapas foi possível evidenciar que, em geral os estudantes não conheciam o conceito de pressão, diafragma e árvore brônquica, alegando nunca ter tido contato com eles. Assim mesmo, os mapas apresentaram ligações com esses conceitos, os alunos não sabiam justificar o que eles significavam. O único grupo que conseguiu explicar o conceito de pressão foi o azul (Figura 3.D), apresentando a pressão do sistema respiratório ligado à pressão arterial. O conhecimento prévio é de fundamental importância para o processo de ensino- aprendizagem, pois segundo Moreira (2001), é a variável isolada mais importante para a aprendizagem significativa. Conforme aponta o autor, a aprendizagem significativa somente será possível quando uma nova informação interagir com subsunções que são estruturas
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específicas de conhecimento já existentes na estrutura cognitiva dos estudantes. Nessa perspectiva, as próximas aulas foram planejadas tomando como premissa o que os alunos já sabiam para que o novo conhecimento fosse relacionado. Em seguida, foram desenvolvidas algumas atividades relacionadas ao tema ar. Nesse momento se utilizou a questão norteadora do Diagrama V “Por que em um voo de aeronave, a cabine onde ficam os tripulantes deve ser pressurizada?” para suscitar a discussão em grupo. Não houve a elucidação da resposta para o questionamento no primeiro momento, pois ele seria retomado posteriormente. Muitos alunos tentaram responder a questão dizendo que “ a quantidade de oxigênio é diferente ”, ou que “ a quantidade de ar é diferente ”, mas não conseguiram relacionar o fato com o conceito de pressão. As situações-problema apresentadas a seguir foram norteadas pelas seguintes questões: “O ar existe?”, “Como podemos evidenciar a existência do ar?” e “O ar ocupa lugar no espaço?”. Para a primeira questão, a maior parte dos alunos respondeu que o ar existe e que as evidências para tal seria, por exemplo, o fato de “respirarmos ele” e “assoprarmos”. Cabe ressaltar que um dos alunos argumentou que o ar existe e ocupa lugar, uma vez que, “dentro de uma garrafa existe ar, então ele ocupa esse lugar”. No entanto, a maioria afirmou que o ar não ocupava lugar no espaço. Para evidenciar a existência do ar, assim como algumas de suas propriedades, foram realizadas aulas expositivas e dialogadas com auxílio de slides e uma série de experimentos. Estes foram utilizados com organizadores prévios, ou seja, como recursos didáticos facilitadores da aprendizagem significativa. Moreira (2006) sugere a aplicação de organizadores prévios como “materiais introdutórios apresentados antes do material de aprendizagem em si” (p. 137) que servirão, basicamente, como ponte entre aquilo que o aprendiz já sabe e o que será ensinado. Na Figura 4 estão apresentados os experimentos utilizados nesta etapa. Todos eles experimentos foram realizados no centro da sala de aula utilizando a estratégia didática de demonstração. Assim as atividades foram realizadas com o auxílio de alguns alunos, enquanto os outros observavam, faziam perguntas e apresentavam respostas aos questionamentos. O experimento A (Figura 4. A) procurou responder o questionamento “como seria possível colocar uma folha de papel dentro da água sem molhá-la?”. Ele possibilitou que os alunos percebessem a existência do ar e que ele ocupa lugar no espaço. Em seguida, foi executado o experimento B (Figura 4. B) que objetivou propiciar a percepção de existência de ar dentro dos objetos. Colocando uma esponja, por exemplo, dentro da água, foi notado o ar saindo de dentro dela. O experimento C (Figura 4. C) consistiu em medir a massa do ar com o
