UM CONTRIBUTO PARA O ENSINO DA NATUREZA DA CIÊNCIA · O ensino da divisão celular no contexto de...
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ANA PAULA LEITAtildeO SANTOS
UM CONTRIBUTO PARA O ENSINO DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Orientadora Maria Elvira Callapez
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias
Faculdade de Engenharia
Lisboa
2014
ANA PAULA LEITAtildeO SANTOS
UM CONTRIBUTO PARA O ENSINO DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias
Faculdade de Engenharia
Lisboa
2014
Dissertaccedilatildeo apresentada para a obtenccedilatildeo do
Grau de Mestre em Ensino da
BiologiaGeologia no Curso de Mestrado
em Ensino da BiologiaGeologia conferido
pela Universidade Lusoacutefona de
Humanidades e Tecnologias
Orientadora Profordf Doutora Maria Elvira
Callapez
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 1
AGRADECIMENTOS
A poucos minutos da data limite para submeter esta dissertaccedilatildeo de Mestrado eacute com
prazer que dedico algumas linhas para expressar um agradecimento muito especial agrave
Professora Doutora Maria Elvira Callapez pela saacutebia orientaccedilatildeo pela inspiraccedilatildeo entusiamo e
motivaccedilatildeo que transmite de uma forma natural Eacute um prazer muito enriquecedor trabalhar
com a Professora Maria Elvira Callapez
Outro agradecimento especial eacute dedicado aos meus pais Manuel e Luacutecia Santos pela
presenccedila apoio e incentivo ao longo de todas as etapas cruciais na minha vida Muito especial
eacute tambeacutem o muito obrigado dirigido ao meu marido Nuno e ao meu filho Rafael pela
inspiraccedilatildeo forccedila e entusiasmo transmitidos
Tambeacutem gostaria de expressar o meu muito obrigado a todas as colegas da turma de
mestrado pelas frutuosas discussotildees durante as aulas e trabalhos de grupo
Muito obrigado agrave Professora Doutora Gabriela Conde coordenadora do Mestrado em
Ensino da Biologia Geologia por todo o apoio e disponibilidade ao longo do processo
Muito obrigado agrave Professora Margarida Oliveira coordenadora da unidade de
Genoacutemica de Plantas em Stress Instituto de Tecnologia Quiacutemica e Bioloacutegica pelo apoio e
incentivo demonstrados
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RESUMO
As poliacuteticas educativas tecircm sido unacircnimes em enfatizar a importacircncia de uma
educaccedilatildeo em ciecircncias de excelecircncia como forma de promover a literacia cientiacutefica dos
cidadatildeos sendo este um fator considerado crucial para aumentar a competitividade e
produtividade de um paiacutes Apesar de todos os esforccedilos em investir no ensino de ciecircncias tem
sido amplamente referenciado a existecircncia de um progressivo desinteresse e afastamento dos
jovens pela ciecircncia presumivelmente associado agrave forma de ensinar ciecircncia
Como mudar entatildeo a forma de ensinar ciecircncia Eacute a questatildeo abordada neste trabalho
O ensino da divisatildeo celular no contexto de uma turma do ensino secundaacuterio eacute explorado
atraveacutes de estrateacutegias ativas de aprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas
utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico estimulando desta forma uma
maior aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave essecircncia da natureza da ciecircncia Para despoletar
diferentes fases de um processo investigativo foi utilizado um problema real relacionado com
o efeito das alteraccedilotildees climaacuteticas na produtividade do arroz A anaacutelise parcial de artigos
cientiacuteficos bem como a elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters cientiacuteficos constituiram
praacuteticas pedagoacutegicas implementadas na sala de aula com impactos positivos na compreensatildeo
de conceitos cientiacuteficos e na comunicaccedilatildeo de ciecircncia
O papel das interaccedilotildees entre cientistas e professores ou mesmo da possiacutevel
integraccedilatildeo de doutorados no ensino de ciecircncias nos niacuteveis baacutesicos e secundaacuterio eacute tambeacutem
discutido como uma forma de estabelecer conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees onde o
conhecimento cientiacutefico eacute produzido procurando estabelecer uma perceccedilatildeo mais real de como
funciona a ciecircncia no seio da comunidade escolar
PALAVRAS-CHAVE Comunicaccedilatildeo da Ciecircncia Educaccedilatildeo em Ciecircncias Ensino da
Biologia Natureza da Ciecircncia Parcerias ProfessoresCientistas
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ABSTRACT
The educational policies have been unanimous in emphasizing the importance of
having better science education as a way to promote scientific literacy of citizens and this has
been considered a crucial factor to increase the competitiveness and productivity of a country
Despite all the efforts to invest on science teaching it has been widely reported the existence
of a progressive disaffection and alienation of young people for science presumably
associated with the way science is taught
How to change the way of teaching science It is the question addressed in this work
Teaching cell division in the context of a class of secondary school is explored through active
learning strategies based on tools that scientists use along the process of knowledge creation
thereby stimulating greater alignment of high school students with an understanding the
nature of science In order to trigger different phases of a research process a real problem
context related to ongoing climate changes effects on rice productivity was used in this work
The partial analysis of scientific articles as well as designing and presenting scientific
posters were practices implemented in the classroom with clear positive impacts on
understanding scientific contents and science communication skills
The role of teachersscientists interactions or even the integration of PhDs into
science teaching is discussed as a way to make connections between the school and the
institutions where scientific knowledge is produced aiming to create a more real perception of
how science works within the school community
KEY-WORDS Science Communication Science Education Biology Teaching Nature of
Science Partnerships Teachers-Scientists
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IacuteNDICE GERAL
CAPIacuteTULO I- INTRODUCcedilAtildeO 7
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias 8
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas 9
3- Objetivos e Plano de Trabalho 10
CAPIacuteTULO II 13
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA 13
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia 14
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia 15
21- Integrar a criatividade 17
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica 18
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica 19
24- Repensar a implementaccedilatildeo das atividades experimentais na sala de aula 20
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio 21
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia 22
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes 22
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes 23
33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias 25
CAPIacuteTULO III 28
METODOLOGIA 28
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto 29
2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados 31
CAPIacuteTULO IV 34
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA 34
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas 35
2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 37
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas
de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular 37
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
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IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
ANA PAULA LEITAtildeO SANTOS
UM CONTRIBUTO PARA O ENSINO DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias
Faculdade de Engenharia
Lisboa
2014
Dissertaccedilatildeo apresentada para a obtenccedilatildeo do
Grau de Mestre em Ensino da
BiologiaGeologia no Curso de Mestrado
em Ensino da BiologiaGeologia conferido
pela Universidade Lusoacutefona de
Humanidades e Tecnologias
Orientadora Profordf Doutora Maria Elvira
Callapez
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 1
AGRADECIMENTOS
A poucos minutos da data limite para submeter esta dissertaccedilatildeo de Mestrado eacute com
prazer que dedico algumas linhas para expressar um agradecimento muito especial agrave
Professora Doutora Maria Elvira Callapez pela saacutebia orientaccedilatildeo pela inspiraccedilatildeo entusiamo e
motivaccedilatildeo que transmite de uma forma natural Eacute um prazer muito enriquecedor trabalhar
com a Professora Maria Elvira Callapez
Outro agradecimento especial eacute dedicado aos meus pais Manuel e Luacutecia Santos pela
presenccedila apoio e incentivo ao longo de todas as etapas cruciais na minha vida Muito especial
eacute tambeacutem o muito obrigado dirigido ao meu marido Nuno e ao meu filho Rafael pela
inspiraccedilatildeo forccedila e entusiasmo transmitidos
Tambeacutem gostaria de expressar o meu muito obrigado a todas as colegas da turma de
mestrado pelas frutuosas discussotildees durante as aulas e trabalhos de grupo
Muito obrigado agrave Professora Doutora Gabriela Conde coordenadora do Mestrado em
Ensino da Biologia Geologia por todo o apoio e disponibilidade ao longo do processo
Muito obrigado agrave Professora Margarida Oliveira coordenadora da unidade de
Genoacutemica de Plantas em Stress Instituto de Tecnologia Quiacutemica e Bioloacutegica pelo apoio e
incentivo demonstrados
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 2
RESUMO
As poliacuteticas educativas tecircm sido unacircnimes em enfatizar a importacircncia de uma
educaccedilatildeo em ciecircncias de excelecircncia como forma de promover a literacia cientiacutefica dos
cidadatildeos sendo este um fator considerado crucial para aumentar a competitividade e
produtividade de um paiacutes Apesar de todos os esforccedilos em investir no ensino de ciecircncias tem
sido amplamente referenciado a existecircncia de um progressivo desinteresse e afastamento dos
jovens pela ciecircncia presumivelmente associado agrave forma de ensinar ciecircncia
Como mudar entatildeo a forma de ensinar ciecircncia Eacute a questatildeo abordada neste trabalho
O ensino da divisatildeo celular no contexto de uma turma do ensino secundaacuterio eacute explorado
atraveacutes de estrateacutegias ativas de aprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas
utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico estimulando desta forma uma
maior aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave essecircncia da natureza da ciecircncia Para despoletar
diferentes fases de um processo investigativo foi utilizado um problema real relacionado com
o efeito das alteraccedilotildees climaacuteticas na produtividade do arroz A anaacutelise parcial de artigos
cientiacuteficos bem como a elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters cientiacuteficos constituiram
praacuteticas pedagoacutegicas implementadas na sala de aula com impactos positivos na compreensatildeo
de conceitos cientiacuteficos e na comunicaccedilatildeo de ciecircncia
O papel das interaccedilotildees entre cientistas e professores ou mesmo da possiacutevel
integraccedilatildeo de doutorados no ensino de ciecircncias nos niacuteveis baacutesicos e secundaacuterio eacute tambeacutem
discutido como uma forma de estabelecer conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees onde o
conhecimento cientiacutefico eacute produzido procurando estabelecer uma perceccedilatildeo mais real de como
funciona a ciecircncia no seio da comunidade escolar
PALAVRAS-CHAVE Comunicaccedilatildeo da Ciecircncia Educaccedilatildeo em Ciecircncias Ensino da
Biologia Natureza da Ciecircncia Parcerias ProfessoresCientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 3
ABSTRACT
The educational policies have been unanimous in emphasizing the importance of
having better science education as a way to promote scientific literacy of citizens and this has
been considered a crucial factor to increase the competitiveness and productivity of a country
Despite all the efforts to invest on science teaching it has been widely reported the existence
of a progressive disaffection and alienation of young people for science presumably
associated with the way science is taught
How to change the way of teaching science It is the question addressed in this work
Teaching cell division in the context of a class of secondary school is explored through active
learning strategies based on tools that scientists use along the process of knowledge creation
thereby stimulating greater alignment of high school students with an understanding the
nature of science In order to trigger different phases of a research process a real problem
context related to ongoing climate changes effects on rice productivity was used in this work
The partial analysis of scientific articles as well as designing and presenting scientific
posters were practices implemented in the classroom with clear positive impacts on
understanding scientific contents and science communication skills
The role of teachersscientists interactions or even the integration of PhDs into
science teaching is discussed as a way to make connections between the school and the
institutions where scientific knowledge is produced aiming to create a more real perception of
how science works within the school community
KEY-WORDS Science Communication Science Education Biology Teaching Nature of
Science Partnerships Teachers-Scientists
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 4
IacuteNDICE GERAL
CAPIacuteTULO I- INTRODUCcedilAtildeO 7
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias 8
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas 9
3- Objetivos e Plano de Trabalho 10
CAPIacuteTULO II 13
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA 13
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia 14
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia 15
21- Integrar a criatividade 17
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica 18
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica 19
24- Repensar a implementaccedilatildeo das atividades experimentais na sala de aula 20
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio 21
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia 22
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes 22
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes 23
33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias 25
CAPIacuteTULO III 28
METODOLOGIA 28
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto 29
2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados 31
CAPIacuteTULO IV 34
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA 34
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas 35
2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 37
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas
de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular 37
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
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IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 1
AGRADECIMENTOS
A poucos minutos da data limite para submeter esta dissertaccedilatildeo de Mestrado eacute com
prazer que dedico algumas linhas para expressar um agradecimento muito especial agrave
Professora Doutora Maria Elvira Callapez pela saacutebia orientaccedilatildeo pela inspiraccedilatildeo entusiamo e
motivaccedilatildeo que transmite de uma forma natural Eacute um prazer muito enriquecedor trabalhar
com a Professora Maria Elvira Callapez
Outro agradecimento especial eacute dedicado aos meus pais Manuel e Luacutecia Santos pela
presenccedila apoio e incentivo ao longo de todas as etapas cruciais na minha vida Muito especial
eacute tambeacutem o muito obrigado dirigido ao meu marido Nuno e ao meu filho Rafael pela
inspiraccedilatildeo forccedila e entusiasmo transmitidos
Tambeacutem gostaria de expressar o meu muito obrigado a todas as colegas da turma de
mestrado pelas frutuosas discussotildees durante as aulas e trabalhos de grupo
Muito obrigado agrave Professora Doutora Gabriela Conde coordenadora do Mestrado em
Ensino da Biologia Geologia por todo o apoio e disponibilidade ao longo do processo
Muito obrigado agrave Professora Margarida Oliveira coordenadora da unidade de
Genoacutemica de Plantas em Stress Instituto de Tecnologia Quiacutemica e Bioloacutegica pelo apoio e
incentivo demonstrados
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 2
RESUMO
As poliacuteticas educativas tecircm sido unacircnimes em enfatizar a importacircncia de uma
educaccedilatildeo em ciecircncias de excelecircncia como forma de promover a literacia cientiacutefica dos
cidadatildeos sendo este um fator considerado crucial para aumentar a competitividade e
produtividade de um paiacutes Apesar de todos os esforccedilos em investir no ensino de ciecircncias tem
sido amplamente referenciado a existecircncia de um progressivo desinteresse e afastamento dos
jovens pela ciecircncia presumivelmente associado agrave forma de ensinar ciecircncia
Como mudar entatildeo a forma de ensinar ciecircncia Eacute a questatildeo abordada neste trabalho
O ensino da divisatildeo celular no contexto de uma turma do ensino secundaacuterio eacute explorado
atraveacutes de estrateacutegias ativas de aprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas
utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico estimulando desta forma uma
maior aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave essecircncia da natureza da ciecircncia Para despoletar
diferentes fases de um processo investigativo foi utilizado um problema real relacionado com
o efeito das alteraccedilotildees climaacuteticas na produtividade do arroz A anaacutelise parcial de artigos
cientiacuteficos bem como a elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters cientiacuteficos constituiram
praacuteticas pedagoacutegicas implementadas na sala de aula com impactos positivos na compreensatildeo
de conceitos cientiacuteficos e na comunicaccedilatildeo de ciecircncia
O papel das interaccedilotildees entre cientistas e professores ou mesmo da possiacutevel
integraccedilatildeo de doutorados no ensino de ciecircncias nos niacuteveis baacutesicos e secundaacuterio eacute tambeacutem
discutido como uma forma de estabelecer conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees onde o
conhecimento cientiacutefico eacute produzido procurando estabelecer uma perceccedilatildeo mais real de como
funciona a ciecircncia no seio da comunidade escolar
PALAVRAS-CHAVE Comunicaccedilatildeo da Ciecircncia Educaccedilatildeo em Ciecircncias Ensino da
Biologia Natureza da Ciecircncia Parcerias ProfessoresCientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 3
ABSTRACT
The educational policies have been unanimous in emphasizing the importance of
having better science education as a way to promote scientific literacy of citizens and this has
been considered a crucial factor to increase the competitiveness and productivity of a country
Despite all the efforts to invest on science teaching it has been widely reported the existence
of a progressive disaffection and alienation of young people for science presumably
associated with the way science is taught
How to change the way of teaching science It is the question addressed in this work
Teaching cell division in the context of a class of secondary school is explored through active
learning strategies based on tools that scientists use along the process of knowledge creation
thereby stimulating greater alignment of high school students with an understanding the
nature of science In order to trigger different phases of a research process a real problem
context related to ongoing climate changes effects on rice productivity was used in this work
The partial analysis of scientific articles as well as designing and presenting scientific
posters were practices implemented in the classroom with clear positive impacts on
understanding scientific contents and science communication skills
The role of teachersscientists interactions or even the integration of PhDs into
science teaching is discussed as a way to make connections between the school and the
institutions where scientific knowledge is produced aiming to create a more real perception of
how science works within the school community
KEY-WORDS Science Communication Science Education Biology Teaching Nature of
Science Partnerships Teachers-Scientists
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 4
IacuteNDICE GERAL
CAPIacuteTULO I- INTRODUCcedilAtildeO 7
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias 8
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas 9
3- Objetivos e Plano de Trabalho 10
CAPIacuteTULO II 13
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA 13
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia 14
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia 15
21- Integrar a criatividade 17
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica 18
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica 19
24- Repensar a implementaccedilatildeo das atividades experimentais na sala de aula 20
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio 21
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia 22
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes 22
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes 23
33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias 25
CAPIacuteTULO III 28
METODOLOGIA 28
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto 29
2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados 31
CAPIacuteTULO IV 34
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA 34
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas 35
2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 37
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas
de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular 37
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 5
22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 6
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 2
RESUMO
As poliacuteticas educativas tecircm sido unacircnimes em enfatizar a importacircncia de uma
educaccedilatildeo em ciecircncias de excelecircncia como forma de promover a literacia cientiacutefica dos
cidadatildeos sendo este um fator considerado crucial para aumentar a competitividade e
produtividade de um paiacutes Apesar de todos os esforccedilos em investir no ensino de ciecircncias tem
sido amplamente referenciado a existecircncia de um progressivo desinteresse e afastamento dos
jovens pela ciecircncia presumivelmente associado agrave forma de ensinar ciecircncia
Como mudar entatildeo a forma de ensinar ciecircncia Eacute a questatildeo abordada neste trabalho
O ensino da divisatildeo celular no contexto de uma turma do ensino secundaacuterio eacute explorado
atraveacutes de estrateacutegias ativas de aprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas
utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico estimulando desta forma uma
maior aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave essecircncia da natureza da ciecircncia Para despoletar
diferentes fases de um processo investigativo foi utilizado um problema real relacionado com
o efeito das alteraccedilotildees climaacuteticas na produtividade do arroz A anaacutelise parcial de artigos
cientiacuteficos bem como a elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters cientiacuteficos constituiram
praacuteticas pedagoacutegicas implementadas na sala de aula com impactos positivos na compreensatildeo
de conceitos cientiacuteficos e na comunicaccedilatildeo de ciecircncia
O papel das interaccedilotildees entre cientistas e professores ou mesmo da possiacutevel
integraccedilatildeo de doutorados no ensino de ciecircncias nos niacuteveis baacutesicos e secundaacuterio eacute tambeacutem
discutido como uma forma de estabelecer conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees onde o
conhecimento cientiacutefico eacute produzido procurando estabelecer uma perceccedilatildeo mais real de como
funciona a ciecircncia no seio da comunidade escolar
PALAVRAS-CHAVE Comunicaccedilatildeo da Ciecircncia Educaccedilatildeo em Ciecircncias Ensino da
Biologia Natureza da Ciecircncia Parcerias ProfessoresCientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 3
ABSTRACT
The educational policies have been unanimous in emphasizing the importance of
having better science education as a way to promote scientific literacy of citizens and this has
been considered a crucial factor to increase the competitiveness and productivity of a country
Despite all the efforts to invest on science teaching it has been widely reported the existence
of a progressive disaffection and alienation of young people for science presumably
associated with the way science is taught
How to change the way of teaching science It is the question addressed in this work
Teaching cell division in the context of a class of secondary school is explored through active
learning strategies based on tools that scientists use along the process of knowledge creation
thereby stimulating greater alignment of high school students with an understanding the
nature of science In order to trigger different phases of a research process a real problem
context related to ongoing climate changes effects on rice productivity was used in this work
The partial analysis of scientific articles as well as designing and presenting scientific
posters were practices implemented in the classroom with clear positive impacts on
understanding scientific contents and science communication skills
The role of teachersscientists interactions or even the integration of PhDs into
science teaching is discussed as a way to make connections between the school and the
institutions where scientific knowledge is produced aiming to create a more real perception of
how science works within the school community
KEY-WORDS Science Communication Science Education Biology Teaching Nature of
Science Partnerships Teachers-Scientists
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 4
IacuteNDICE GERAL
CAPIacuteTULO I- INTRODUCcedilAtildeO 7
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias 8
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas 9
3- Objetivos e Plano de Trabalho 10
CAPIacuteTULO II 13
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA 13
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia 14
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia 15
21- Integrar a criatividade 17
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica 18
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica 19
24- Repensar a implementaccedilatildeo das atividades experimentais na sala de aula 20
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio 21
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia 22
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes 22
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes 23
33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias 25
CAPIacuteTULO III 28
METODOLOGIA 28
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto 29
2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados 31
CAPIacuteTULO IV 34
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA 34
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas 35
2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 37
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas
de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular 37
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 5
22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 6
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 7
CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 8
INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 9
decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 3
ABSTRACT
The educational policies have been unanimous in emphasizing the importance of
having better science education as a way to promote scientific literacy of citizens and this has
been considered a crucial factor to increase the competitiveness and productivity of a country
Despite all the efforts to invest on science teaching it has been widely reported the existence
of a progressive disaffection and alienation of young people for science presumably
associated with the way science is taught
How to change the way of teaching science It is the question addressed in this work
Teaching cell division in the context of a class of secondary school is explored through active
learning strategies based on tools that scientists use along the process of knowledge creation
thereby stimulating greater alignment of high school students with an understanding the
nature of science In order to trigger different phases of a research process a real problem
context related to ongoing climate changes effects on rice productivity was used in this work
The partial analysis of scientific articles as well as designing and presenting scientific
posters were practices implemented in the classroom with clear positive impacts on
understanding scientific contents and science communication skills
The role of teachersscientists interactions or even the integration of PhDs into
science teaching is discussed as a way to make connections between the school and the
institutions where scientific knowledge is produced aiming to create a more real perception of
how science works within the school community
KEY-WORDS Science Communication Science Education Biology Teaching Nature of
Science Partnerships Teachers-Scientists
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 4
IacuteNDICE GERAL
CAPIacuteTULO I- INTRODUCcedilAtildeO 7
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias 8
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas 9
3- Objetivos e Plano de Trabalho 10
CAPIacuteTULO II 13
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA 13
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia 14
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia 15
21- Integrar a criatividade 17
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica 18
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica 19
24- Repensar a implementaccedilatildeo das atividades experimentais na sala de aula 20
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio 21
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia 22
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes 22
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes 23
33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias 25
CAPIacuteTULO III 28
METODOLOGIA 28
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto 29
2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados 31
CAPIacuteTULO IV 34
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA 34
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas 35
2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 37
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas
de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular 37
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 5
22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 6
IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 7
CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 8
INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 9
decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 10
em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 11
O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 12
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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IacuteNDICE GERAL
CAPIacuteTULO I- INTRODUCcedilAtildeO 7
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias 8
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas 9
3- Objetivos e Plano de Trabalho 10
CAPIacuteTULO II 13
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA 13
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia 14
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia 15
21- Integrar a criatividade 17
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica 18
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica 19
24- Repensar a implementaccedilatildeo das atividades experimentais na sala de aula 20
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio 21
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia 22
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes 22
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes 23
33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias 25
CAPIacuteTULO III 28
METODOLOGIA 28
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto 29
2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados 31
CAPIacuteTULO IV 34
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA 34
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas 35
2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 37
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas
de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular 37
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 5
22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
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IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 5
22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental 38
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular 39
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas 39
25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula 42
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS 48
REFEREcircNCIAS 50
ANEXOS I
Anexo I- Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza
da ciecircncia e cientistas II
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 8
INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 9
decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 10
em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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IacuteNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho 12
Figura 2- Como funciona a ciecircncia 15
Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia 17
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no
ensinoaprendizagem de ciecircncias 26
Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo
entre professores e cientistas 27
Figura 6- Proposta organizacional de um poster cientiacutefico 33
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a submeter num congresso cientiacutefico 33
Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto ao funcionamento da comunidade
cientiacutefica 36
Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular 41
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia 42
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave apresentaccedilatildeo oral de um poster 46
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia 47
IacuteNDICE DE TABELAS
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no
ensino da divisatildeo celular 30
Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico 32
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters 32
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no
ensinoaprendizagem de ciecircncia 32
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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CAPIacuteTULO I
INTRODUCcedilAtildeO
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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INTRODUCcedilAtildeO
1- Desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias
O investimento na educaccedilatildeo cientiacutefica dos jovens eacute essencial para atrair os mais
jovens para carreiras cientiacuteficas e tecnoloacutegicas sendo este um fator determinante para o
desenvolvimento e competitividade das economias A conferecircncia mundial sobre educaccedilatildeo e
ciecircncia para o seacuteculo XXI (UNESCO 1999) considera que o ensino de ciecircncias e tecnologias
eacute um imperativo estrateacutegico e que os estudantes deveratildeo aprender a resolver problemas
concretos utilizando as suas competecircncias e conhecimentos cientiacuteficos e tecnoloacutegicos No
mesmo sentido a declaraccedilatildeo de Lisboa proveniente da conferecircncia Ibero-Americana de
Ministros da Educaccedilatildeo tambeacutem refere a necessidade de promoccedilatildeo da educaccedilatildeo
conhecimento investigaccedilatildeo e inovaccedilatildeo como pilares estrateacutegicos fundamentais a um
desenvolvimento econoacutemico sustentaacutevel (Millar e Osborne 1998 Osborne e Dillon 2008
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009)
O relatoacuterio da Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI (Delors et
al 1996) refere a necessidade de um ensino estruturado promotor de interaccedilotildees entre
diferentes vertentes essenciais agrave excelecircncia na educaccedilatildeo nomeadamente ldquoaprender a
conhecer aprender a fazer aprender a viver juntos e aprender a serrdquo No mesmo contexto o
projeto de caracterizaccedilatildeo de um mapa de competecircncias essenciais agrave vivecircncia em sociedade no
seacuteculo XXI levou agrave identificaccedilatildeo das seguintes (a) forma de pensar criatividade reflexatildeo
critica resoluccedilatildeo de problemas e tomada de decisotildees (b) forma de trabalhar comunicaccedilatildeo e
colaboraccedilatildeo (c) ferramentas de trabalho informaccedilatildeo e tecnologia e finalmente (d)
competecircncias societais responsabilizaccedilatildeo pessoal social e carreira profissional (Partnership
for 21st Century Skills 2008)
Em Portugal as poliacuteticas educativas tecircm evidenciado uma preocupaccedilatildeo constante
em promover uma educaccedilatildeo de excelecircncia com reflexos positivos nos resultados em educaccedilatildeo
em avaliaccedilotildees internacionais Disso satildeo exemplo (a) o programa ldquoEducaccedilatildeo 2015rdquo que
pretende reforccedilar o envolvimento das escolas na concretizaccedilatildeo dos compromissos nacionais e
internacionais quanto aos objetivos de excelecircncia na educaccedilatildeo e (b) a organizaccedilatildeo para a
Cooperaccedilatildeo e Desenvolvimento Econoacutemico (OCDE) que refere Portugal como um dos paiacuteses
que tem registado melhorias no desempenho meacutedio a Matemaacutetica Leitura e Ciecircncias No
entanto o relatoacuterio do programa de avaliaccedilatildeo internacional dos estudantes com quinze anos
de idade o ldquoProgramme for International Student Assessmentrdquo (PISA) de 2012 refere um
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 9
decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 19
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 20
c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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decreacutescimo no desempenho em ciecircncias comparativamente aos dados de 2009
(httpwwwoecdorgpisa) Portugal tambeacutem estaacute envolvido no Quadro Estrateacutegico de
Cooperaccedilatildeo Europeia em mateacuteria de Educaccedilatildeo e Formaccedilatildeo (EF 2020) em que satildeo definidos
objetivos comuns para os sistemas de educaccedilatildeo e formaccedilatildeo europeus no horizonte do ano de
2020 (ldquoH2020rdquo) Uma das prioridades do programa ldquoH2020rdquo eacute caminhar para uma educaccedilatildeo
de excelecircncia e neste sentido enfatiza a importacircncia de construccedilatildeo de pontes entre as
comunidades educativa e cientiacutefica como forma de implementar estrateacutegias ativas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias atribuindo um papel importante ao desenvolvimento
profissional dos professores para atingir a excelecircncia na educaccedilatildeo (wwwgppqfctpth2020)
2- Identificaccedilatildeo de problemas no ensino de ciecircncias Seratildeo necessaacuterias mudanccedilas
A comunidade europeia debate-se com um problema relativo ao progressivo
desinteresse dos jovens pelas disciplinas de ciecircncias (European Comission 2004) e neste
contexto eacute plausiacutevel questionar se a escola estaacute a falhar na forma de comunicar a importacircncia
da ciecircncia e do seu funcionamento e nesse caso eacute pertinente abordar como resolver tais
lacunas
Tem sido a existecircncia de uma ecircnfase excessiva quanto ao aprender a conhecer em
detrimento de outros aspetos igualmente importantes para alcanccedilar um equiliacutebrio estruturado
no ensino de ciecircncias (Delors et al 1996) o que resulta num distanciamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia A geacutenese do desinteresse e afastamento dos jovens relativamente agrave
ciecircncia tem sido correlacionada com os curriacuteculos e as praacuteticas pedagoacutegicas
Os curriacuteculos lecionados natildeo vatildeo como se esperaria ao encontro das realidades
cientiacuteficas influenciando por isso negativamente a real aprendizagem de ciecircncia e criando
nos alunos conceccedilotildees pouco claras e erradas sobre a forma de construccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico Em Portugal os curriacuteculos do ensino secundaacuterio da biologia natildeo privilegiam a
integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na sala de aula em larga medida porque padecem de lacunas
a diferentes niacuteveis nomeadamente (a) forma de conduccedilatildeo das atividades experimentais (b)
ausecircncia de controveacutersia debate e argumentaccedilatildeo (c) deficiente exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas reais (d) ausecircncia da histoacuteria e de aspetos da humanizaccedilatildeo da ciecircncia (e)
pouco ecircnfase dada a conteuacutedos curriculares especiacuteficos como eacute o caso da biologia de plantas
As praacuteticas pedagoacutegicas satildeo na maior parte das vezes essencialmente baseadas em
meacutetodos verbalistas expositivos que visam a transmissatildeo de definiccedilotildees e factos
compartimentalizados sendo os alunos meros recetores do conhecimento devendo memorizar
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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em detrimento de compreender a origem dos conceitos O excesso de conteuacutedos cientiacuteficos
dos programas curriculares tem sido usado pelos professores como argumento justificativo de
um ensino essencialmente expositivo baseado num conjunto de conclusotildees e de verdades
irrevogaacuteveis que induz nos alunos ideias erroacuteneas de que o conhecimento cientiacutefico eacute
inquestionaacutevel incontroverso e repleto de ldquorespostas uacutenicas e certasrdquo (Davis e Coskie 2009
Seethaler 2005) No entanto este argumento eacute discutiacutevel e faz despoletar uma discussatildeo
virada para as metodologias de ensino de ciecircncias Agraves questotildees curriculares e de praacuteticas
pedagoacutegicas acresce um outro problema relacionado com a reduzida relevacircncia atribuiacuteda agraves
interaccedilotildees entre os diferentes atores professores cientistas e alunos no processo educativo
No seu conjunto todos estes fatores contribuem para um aprofundamento do fosso
entre o ensino de ciecircncias no contexto escolar e as realidades e descobertas cientiacuteficas atuais
associadas aos centros de produccedilatildeo de ciecircncia A uniatildeo europeia reconhece estas fraquezas
associadas ao sistema de ensino e recomenda que os professores dediquem menos tempo agrave
apresentaccedilatildeo didaacutetica de factos isolados em compartimentos disciplinares estanques e que em
vez disso invistam mais na procura de estrateacutegias ativas de ensinoaprendizagem compatiacuteveis
com uma visatildeo mais integrada da ciecircncia a partir de contextos de resoluccedilatildeo de problemas
Assim a real aprendizagem de ciecircncia deveraacute implicar interaccedilotildees cruzadas entre diferentes
disciplinas e entre pessoas com diferentes formaccedilotildees cientiacuteficas
(httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people)
3- Objetivos e Plano de Trabalho
Este trabalho pretende contribuir para uma reflexatildeo sobre como fazer a intersecccedilatildeo
de diferentes estrateacutegias para o ensino da natureza da ciecircncia Assim satildeo definidos os seguintes
objetivos
a) Identificar estrateacutegias promotoras da mudanccedila na forma de ensinar ciecircncia
b) Intersetar praacuteticas e ferramentas utilizadas pelos cientistas num contexto de sala
de aula ao niacutevel do ensino secundaacuterio exemplificando a sua aplicaccedilatildeo no
ensino da divisatildeo celular
c) Discutir o impacto de interaccedilotildees entre professores e cientistas no
ensinoaprendizagem de ciecircncias
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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O plano de trabalho delineado envolve diferentes etapas representadas no fluxograma
da Figura 1 O ponto de partida eacute a constataccedilatildeo do desinteresse e afastamento dos jovens
relativamente agrave ciecircncia (Capiacutetulo I) O desenvolvimento deste projeto estaacute assente numa
revisatildeo da literatura quanto a estrateacutegias promotoras da integraccedilatildeo da natureza da ciecircncia na
sala de aula e quanto ao papel que as interaccedilotildees entre professores e cientistas poderatildeo
desempenhar no ensinoaprendizagem de ciecircncias (Capiacutetulo II) O capiacutetulo III refere-se ao
delineamento de ferramentas para recolher e analisar os dados relativos agrave implementaccedilatildeo de
praacuteticas pedagoacutegicas promotoras do ensino da natureza da ciecircncia No capiacutetulo IV procura-se
fazer uma intersecccedilatildeo de diferentes praacuteticas associadas ao funcionamento da ciecircncia real e
aplicaacute-las num contexto de sala de aula especificamente ensinar como ocorre a divisatildeo
celular utilizando como modelo a planta do arroz focando a interaccedilatildeo das plantas com o meio
ambiente Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees finais quanto agrave forma de lidar com as barreiras
agrave implementaccedilatildeo de novas praacuteticas pedagoacutegicas (Capiacutetulo V)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 1- Fluxograma representativo das etapas processuais deste trabalho
Definiccedilatildeo de
Problemas Questotildees
Capiacutetulo I
bullDesinteresseafastamento dos estudantes relativamente agrave ciecircncia
bullCorrelaccedilatildeo com a forma de ensinar ciecircncia
bullNecessidade de implementar mudanccedilas Quais Como
Revisatildeo da literatura
soluccedilotildees propostas
Capiacutetulo II
bull Integrar a natureza da ciecircncia na sala de aula
bull Promover formatos de interaccedilotildees entre professorescientistas
Metodologia
Capiacutetulo III
bull Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
bull Teacutecnicas de recolha e anaacutelise de dados
Implementaccedilatildeo de praacuteticas
11ordmanoensino da Biologia
Capiacutetulo IV
bull Implementaccedilatildeo de estrateacutegias e ferramentas que os cientistas utilizam no processo de construccedilatildeo do conhecimento
Consideraccedilotildees finais
Capiacutetulo V
bull Mudanccedila no ensino de ciecircncias como gerir as barreiras agrave mudanccedila Qual o papel dos professores e cientistas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 14
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 19
23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 20
c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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CAPIacuteTULO II
CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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CONTRIBUTOS PARA UM ENSINO INSPIRADO NA NATUREZA DA CIEcircNCIA
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias exigem o desenvolvimento de
estrateacutegias de ensino promotoras de ligaccedilotildees de proximidade entre os estudantes e o
funcionamento da ciecircncia real de modo a que os estudantes possam sentir-se como cientistas
A autenticidade da educaccedilatildeo em ciecircncias tem sido correlacionada com a similaridade
relativamente a praacuteticas da comunidade cientiacutefica (Driver et al 1994 Buxton 2006) Os
alunos aprendem mais sobre a natureza do conhecimento cientiacutefico sempre que lhes eacute dada
oportunidade para vivenciar a essecircncia da ciecircncia nomeadamente (a) produccedilatildeo de ideias
originais (b) entusiasmo associado agrave descoberta cientiacutefica (c) construccedilatildeo de argumentos (d)
reflexatildeo critica (e) controveacutersia (Taylor et al 2008 Anthony e Frasier 2009 Sternberg 2006
Duschl et al 2007) Este processo de aproximaccedilatildeo dos jovens ao funcionamento da ciecircncia eacute
facilitado pela participaccedilatildeo dos cientistas no ensino de ciecircncias
1- O que eacute a Natureza da Ciecircncia
A natureza da ciecircncia envolve uma multiplicidade de dimensotildees e por isso tem sido
difiacutecil alcanccedilar um consenso quanto a um conceito de natureza da ciecircncia No entanto talvez
o mais importante natildeo seja ter uma definiccedilatildeo do conceito mas antes procurar enfatizar a
importacircncia da sua aplicabilidade num contexto de sala de aula (Lederman 1999 Bell e
Lederman 2003) O ensino de ciecircncia deveraacute contemplar a aprendizagem da praacutetica da
ciecircncia e do seu funcionamento baseado no questionamento e resoluccedilatildeo problemas (Hodson
1993) A compreensatildeo da processo de produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico engloba
diferentes dimensotildees nomeadamente um conjunto de teorias observaccedilotildees conceitos
evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e interaccedilotildees entre a ciecircncia e sociedade (Bell 2013)
Ziman (2000) refere que a educaccedilatildeo em ciecircncias deveraacute incidir nas seguintes vertentes
subjacentes ao processo de construccedilatildeo da ciecircncia (a) filosoacutefica relativa aos meacutetodos
utilizados pelos cientistas para fazer ciecircncia (b) histoacuterica que contempla a evoluccedilatildeo do
conhecimento cientiacutefico sendo este subjetivo inacabado e transitoacuterio (c) psicoloacutegica
referente agraves caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas que influenciam o modo como fazem
ciecircncia e (d) socioloacutegica interna referente agraves relaccedilotildees entre pares dentro da comunidade
cientiacutefica (Figura 2)
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 46
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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Figura 2- Como funciona a ciecircncia Multiplicidade de dimensotildees integrantes da Natureza da Ciecircncia Baseado
em Ziman 2000
2- Como ensinar a Natureza da Ciecircncia
A presenccedila da natureza da ciecircncia no contexto de sala de aula tem sido associada agrave
construccedilatildeo de uma imagem mais real e aliciante da ciecircncia na medida em que promove o
envolvimento dos jovens com as ferramentas que os cientistas utilizam no processo de
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico (ONeill e Polman 2004 Osborne et al 2003)
Vaacuterios autores tecircm referido a importacircncia de introduzir aspetos da natureza da
ciecircncia no ensino de ciecircncias (Kruse 2008 Herman 2008 Reiss e Tunnicliffe 2001
Lederman 1992 Lederman e Lederman 2004 McComas 2004) Neste contexto os alunos
do ensino secundaacuterio deveratildeo ser capazes de interiorizar e compreender que (a) o
conhecimento cientiacutefico eacute subjetivo transitoacuterio e inacabado (b) que o cientista natildeo se limita a
observaccedilotildees mas constroacutei hipoacuteteses cuja qualidade eacute proporcional agrave intuiccedilatildeo e imaginaccedilatildeo do
cientista (c) que natildeo existe um meacutetodo cientiacutefico universal isto eacute quando se analisa o
trabalho dos cientistas verifica-se que podem ter usado diferentes meacutetodos (e) que a forma de
fazer ciecircncia eacute suscetiacutevel de ser influenciada pelas caracteriacutesticas psicoloacutegicas dos cientistas e
por fatores externos agrave comunidade cientiacutefica nomeadamente exigecircncias da sociedade (f) que
Psicoloacutegica
Quem fazciecircncia
Socioacutelogica
Interna
Funcionamentoda comunidade
cientiacutefica
Naturezada
Ciecircncia
Histoacuterica
Evoluccedilatildeo do conhecimento
cientiacutefico
Filosoacutefica
Que metoacutedosos cientistas
usam
Socioacutelogica
Externa
Interacccedilotildeescientistas sociedade
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 46
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 48
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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os modelos cientiacuteficos correspondem a representaccedilotildees daquilo que os cientistas acreditam ser
realidade ou podem ser apenas ferramentas para responder a uma determinada questatildeo
O grande desafio consiste em saber como ensinar a natureza da ciecircncia num
contexto de sala de aula (Osborne et al 2003 Krogh e Nielsen 2013) A integraccedilatildeo de
aspetos da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser feita ao niacutevel do ensino da Biologia inclusive
quando se ensina temas abstratos como eacute caso dos conceitos de material geneacutetico e de
cromossomas (Herman 2008 Lederman e Lederman 2004) A integraccedilatildeo da criatividade
argumentaccedilatildeo reflexatildeo critica abordagem de assuntos controversos desenvolvimento de projetos
de investigaccedilatildeo satildeo exemplos de estrateacutegias de ensino inspiradas na natureza da ciecircncia e que
estatildeo praticamente ausentes no ensinoaprendizagem das ciecircncias induzindo nos alunos
conceccedilotildees erroacuteneas sobre o funcionamento da ciecircncia (Seethaler 2005 Anthony and Frasier
2009)
Os desafios e exigecircncias da educaccedilatildeo em ciecircncias para o futuro satildeo muacuteltiplos e
incluem por exemplo a necessidade de resolver problemas apresentando soluccedilotildees criativas e
inovadoras subjacentes a processos de reflexatildeo critica (Figura 3) A capacidade de comunicar
e de trabalhar cooperativamente satildeo igualmente competecircncias chave agrave vivecircncia na sociedade
atual (www21stcenturyskillsorg) A abordagem destes desafios ao niacutevel da educaccedilatildeo em
ciecircncias exige o envolvimento dos estudantes com o funcionamento da ciecircncia e da
comunidade cientiacutefica por outras palavras deveraacute convergir com a forma de agir e pensar dos
cientistas A matriz de estrateacutegias para a consecuccedilatildeo destes objetivos deveraacute passar por
praacuteticas pedagoacutegicas integradoras de aspetos associados agrave natureza da ciecircncia como a
criatividade argumentaccedilatildeo e controveacutersia cientiacutefica Seraacute tambeacutem importante refletir na
forma como as atividades experimentais satildeo apresentadas na sala de aula procurando
introduzir ferramentas relacionadas com o processo investigativo como por exemplo o
caderno de laboratoacuterio
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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Figura 3- Como Ensinar a Natureza da Ciecircncia Desafios e exigecircncias na educaccedilatildeo em ciecircncias (Baseado em
ldquo21st Century Skills Maprdquo www21stcenturyskillsorg)
21- Integrar a criatividade
A educaccedilatildeo em ciecircncias vigente tende a incidir em factos e teorias estabelecidas
sendo exigido aos alunos que memorizemconhecimentos e definiccedilotildees necessaacuterios agrave realizaccedilatildeo
de testes de avaliaccedilatildeo Este contexto natildeo propicia o desenvolvimento da criatividade nos mais
jovens Em ciecircncia pensar criativamente corresponde agrave produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais (Anthony and Frasier 2009) e envolve uma capacidade sinteacutetica associada agrave
produccedilatildeo de novas ideias e uma capacidade analiacutetica aliada ao pensamento criacutetico e agrave
passagem da teoria agrave praacutetica (Sternberg 2006) A criatividade estaacute intimamente associada agrave
construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico e Einstein considerado um dos maiores cientistas do
seacuteculo XX por exemplo na sua obra ldquoComo vecirc o mundordquo refere que a ldquoimaginaccedilatildeo eacute mais
importante que o conhecimentordquo O ensino da criatividade pressupotildee que os professores
acreditem que a criatividade e inovaccedilatildeo satildeo competecircncias decisivas para o futuro profissional
dos seus alunos O delineamento de estrateacutegias de ensino para estimular o desenvolvimento da
criatividade representa um desafio para os professores Anthony e Frasier (2009) referem um
conjunto de atividades promotoras de uma disposiccedilatildeo positiva para a criatividade Estes
autores consideram por exemplo a elaboraccedilatildeo de biografias de cientistas e o desenvolvimento
de projetos como estrateacutegias particularmente facilitadoras da criatividade pois permitem o
envolvimento pessoal na realizaccedilatildeo de accedilotildees concretas resoluccedilatildeo de problemas e
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apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 18
apresentaccedilatildeo de soluccedilotildees Do mesmo modo a introduccedilatildeo de factos invulgares mas
verdadeirospor exemplo ldquochuvas de sapos satildeo historicamente reportadasrdquo pode estimular o
pensamento reflexivo atraveacutes de atividades de discussatildeo na sala de aula sobre a plausibilidade
do facto (Anthony e Frasier 2009)
22- Integrar a argumentaccedilatildeo cientiacutefica
A argumentaccedilatildeo tem sido descrita como a linguagem da ciecircncia na medida em que os
cientistas utilizam a argumentaccedilatildeo para discutir perspetivas e interpretaccedilotildees sobre dados
cientiacuteficos (Tippett 2009 Duschl e Osborne 2002 Osborne et al 2001 2004) A capacidade
dos estudantes se envolverem em processos de argumentaccedilatildeo cientiacutefica tem sido associada a
um indicador de literacia cientiacutefica (Driver et al 2000 Kuhn 1993) Muito embora a
argumentaccedilatildeo cientiacutefica seja uma ferramenta importante no ensinoaprendizagem de ciecircncia
os alunos raramente tecircm oportunidade de se envolver em debates promotores de
argumentaccedilatildeo cientiacutefica (Newton et al 1999 Sampson e Clark 2008) A ausecircncia de
argumentaccedilatildeo no ensino de ciecircncias eacute explicada por um lado pela dificuldade de
implementaccedilatildeo do processo pelos professores e por outro pela proacutepria resistecircncia dos
estudantes em criticar ideias e apresentarem propostas divergentes para a explicaccedilatildeo de um
mesmo resultado (Osborne et al 2001 2004)
Essencial agrave implementaccedilatildeo da argumentaccedilatildeo cientiacutefica no contexto de sala de aula eacute
fornecer aos alunos um conjunto de regras elementares subjacentes ao processo
nomeadamente informando-os de que as criticas se referem a ideias e natildeo a pessoas agrave
valorizaccedilatildeo de todas as contribuiccedilotildees para chegar agrave melhor decisatildeo sem eleger argumentos
ganhadores e perdedores (Driver et al 2000 Osborne et al 2001) O trabalho em grupo tem
sido amplamente utilizado como estrateacutegia para amenizar as dificuldades ao niacutevel da
capacidade argumentativa (Sampson e Clark 2008) Estes autores observaram que quando os
estudantes trabalham em grupo produzem mais e melhores argumentos em comparaccedilatildeo com o
trabalho individual atribuindo um papel importante do trabalho de grupo na produccedilatildeo de
argumentos Neste sentido o trabalho em grupo pode trazer maior eficaacutecia quanto agrave
compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo pelos vaacuterios elementos do grupo induzindo maior qualidade na
argumentaccedilatildeo produzida (Sampson e Clark 2008)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 20
c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 21
exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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23- Integrar a controveacutersia cientiacutefica
Os assuntos controversos envolvem juiacutezos de valor e satildeo considerados importantes por
um nuacutemero apreciaacutevel de pessoas sendo de impossiacutevel resoluccedilatildeo com base em factos
evidecircncias ou experimentaccedilatildeo (Wellington 1986) A ciecircncia eacute uma fonte de assuntos
controversos Na aacuterea da Biologia existem vaacuterios assuntos controversos como por exemplo
as questotildees em torno dos alimentos transgeacutenicos utilizaccedilatildeo de ceacutelulas estaminais em
investigaccedilatildeo testes geneacuteticos clonagem (Brickman et al 2008) Os Europeus tecircm vindo a
manifestar preocupaccedilotildees e interesse quanto agrave utilizaccedilatildeo de organismos geneticamente
modificados na agricultura (European Comission 2005) O tema dos alimentos transgeacutenicos eacute
gerador de inuacutemeras questotildees envolvendo conceitos cientiacuteficos multidisciplinares que
possibilitam a integraccedilatildeo de competecircncias de argumentaccedilatildeo (Seethaler 2005) Permite por
exemplo uma abordagem integrada de preocupaccedilotildees de natureza ecoloacutegica e de sauacutede humana
quando se interroga se a ingestatildeo de alimentos geneticamente modificados causam ou natildeo
reaccedilotildees aleacutergicas (Seethaler 2005)
O recurso agrave utilizaccedilatildeo da controveacutersia no ensinoaprendizagem de ciecircncia requer um
investimento grande dos professores no planeamento da atividade a realizar e esta seraacute
certamente uma das razotildees que explica a reduzida relevacircncia atribuiacuteda a assuntos
controversos na sala de aula e tambeacutem o facto de os alunos tenderem a considerar o
conhecimento cientiacutefico como sendo incontroverso (Driver et al 1994)
A praacutetica da controveacutersia estruturada eacute uma metodologia particularmente uacutetil perante
ldquocasos reais de estudordquo implicando a recolha de informaccedilatildeo sobre diferentes pontos de vista
associados ao tema controverso enfatizando a comunicaccedilatildeo entre os diferentes elementos do
grupo de trabalho (Herreid 1996 Johnson e Johnson 1998 Watters 1996) A controveacutersia
estruturada tira partido de pontos fortes do debate convencional mas destaca-se tambeacutem pela
relevacircncia atribuiacuteda ao trabalho colaborativo de diferentes grupos no sentido de alcanccedilar
consensos Neste sentido eacute uma teacutecnica menos competitiva comparativamente ao debate
tradicional jaacute que o objetivo natildeo eacute perder ou ganhar mas antes obter compromissos De acordo
com Waters (1996) as vaacuterias etapas da controveacutersia estruturada passam pelos seguintes
procedimentos
a Definiccedilatildeo do tema pelo professor
b Trabalho individual de pesquisa de literatura que deveraacute implicar dois
relatoacuterios um relativo aos argumentos proacutes e outro aos argumentos contra
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 21
exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 22
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 23
professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 24
integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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c Formaccedilatildeo de grupos sendo que metade dos grupos iraacute assumir os argumentos
proacutes e a outra metade os argumentos contra cabendo a cada grupo a tarefa de
selecionar os trecircs melhores argumentos
d O professor elege um dos grupos para defender o primeiro argumento
apresentando evidecircncias
e O outro grupo deveraacute comentar e rebater o argumento apresentado
Este processo deveraacute ser repetido para cada um dos argumentos No final os grupos opostos
independentemente das posiccedilotildees defendidas deveratildeo ser capazes de convergir para uma
declaraccedilatildeo de compromisso sobre o tema em anaacutelise
24- Repensar a implementaccedilatildeo de atividades experimentais na sala de aula
Os documentos oficiais relativos agraves orientaccedilotildees curriculares para o ensino de ciecircncias
referem a valorizaccedilatildeo das atividades experimentais como forma de privilegiar conhecimentos
atitudes e capacidades Neste contexto Hodson (1990 1993) refere muacuteltiplas potencialidades
do trabalho experimental nomeadamente ao niacutevel de aspetos motivacionais minuacutecia na
manipulaccedilatildeo de materiais consolidaccedilatildeo de conceitos cientiacuteficos e familiarizaccedilatildeo com a
vivecircncia da ciecircncia As atividades experimentais podem ser uma ferramenta importante para o
desenvolvimento de competecircncias investigativas ao envolver os estudantes na resoluccedilatildeo de
problemas (Leite 2001) Permitem tambeacutem enfatizar aspetos da natureza da ciecircncia
nomeadamente que a ciecircncia se alimenta permanentemente de questotildees que natildeo existem
respostas certas ou erradas (David e Coskie 2009) e que mesmo os cientistas obtecircm
resultados discrepantes relativamente a uma mesma questatildeo (Cervetti 2009)
Eacute importante questionar se a forma corrente de utilizar as atividades experimentais
na sala de aula reflete o funcionamento da ciecircncia Na verdade o modelo tradicional eacute
essencialmente baseado na utilizaccedilatildeo de protocolos copiados dos manuais escolares que os
alunos deveratildeo executar ponto por ponto um ldquoprotocolo experimentalrdquo no sentido de obter um
resultado denominado como ldquocertordquo ldquoerradordquo ou ldquoesperadordquo sem haver uma reflexatildeo sobre o
ldquoporquecircrdquo de cada etapa do procedimento (Pedrosa 2001 Davis e Coskie 2009) Esta forma
de utilizar as atividades experimentais na sala de aula natildeo reflete de todo a natureza da ciecircncia
nem retrata a forma como um cientista pensa e trabalha levando os alunos a considerar que o
processo cientiacutefico eacute desprovido de complexidade duacutevidas e controveacutersias (Davis e Coskie
2009) O modelo de atividades experimentais na sala de aula deveraacute retratar o mais possiacutevel a
forma real de fazer ciecircncia envolvendo os alunos com situaccedilotildees problemaacuteticas reais que
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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exijam o desenho de um percurso investigativo incluindo a formulaccedilatildeo de questotildees hipoacuteteses
a reflexatildeo sobre o material e metodologias de experimentaccedilatildeo anaacutelise e interpretaccedilatildeo de
resultados aproximando-se tanto quanto possiacutevel do modo como eacute realizado nas instituiccedilotildees
associadas agrave produccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico (Leite 2001 Allen e Tanner 2003)
25- Promover a familiarizaccedilatildeo com o caderno de laboratoacuterio
O caderno de laboratoacuterio representa um contributo importante para o ensino da
natureza da ciecircncia Associado agraves atividades experimentais surge como uma ferramenta
essencial ao envolvimento dos alunos com a praacutetica da ciecircncia Permite desenvolver
competecircncias a diferentes niacuteveis nomeadamente escrita cientiacutefica autonomia disciplina
rigor pensar criticamente sobre os meacutetodos e teacutecnicas utilizadas registar resultados diferentes
para uma mesma experiecircncia ilustrando a dificuldade na reprodutibilidade de resultados em
ciecircncia competecircncias (Edelson 1997 Loper e Baker 2009 Roberson e Lankford 2010) A
utilizaccedilatildeo do caderno de laboratoacuterio na sala de aula salienta a dinacircmica do processo
investigativo pois permite demonstrar que natildeo haacute resultados certos ou errados sendo o erro
encarado como uma oportunidade de reflexatildeo (Davis e Coskie 2009) Roberson e Lankford
(2010) apontam algumas estrateacutegias facilitadoras para pocircr em praacutetica o uso do caderno de
laboratoacuterio na sala de aula por exemplo convidar um cientista para mostrar e explicar na sala
de aula como constroacutei o seu caderno de laboratoacuterio ou dando o exemplo de que em caso de
fogo a prioridade deveraacute ser proteger o caderno de laboratoacuterio
A utilizaccedilatildeo dos cadernos de laboratoacuterio poderaacute tambeacutem permitir explorar conceitos
como o trabalho de revisatildeo por pares (ldquopeer reviewrdquo) e desenvolver processos de anaacutelise
criacutetica entre estudantes se houver troca dos cadernos de laboratoacuterio A implementaccedilatildeo do
processo de revisatildeo por pares na sala de aula pode trazer benefiacutecios ao niacutevel da escrita
cientiacutefica e da capacidade de lidar com a avaliaccedilatildeo criacutetica dos colegas instituindo dessa
forma uma maior responsabilizaccedilatildeo quanto a opiniotildees fundamentadas sobre o trabalho dos
colegas (Chisholm 1991) No entanto a imaturidade de grande parte dos jovens que
frequentam o ensino secundaacuterio poderaacute ser uma barreira agrave implementaccedilatildeo desta praacutetica no
contexto de sala de aula visto que os alunos natildeo estatildeo familiarizados com o exerciacutecio de
criticar o trabalho dos colegas e de serem eles proacuteprios alvo de criacuteticas o que pode gerar
algum desconforto
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 22
3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 23
professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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3- Interaccedilotildees professorescientistas um contributo para o ensino da natureza da
ciecircncia
As interaccedilotildees entre cientistas e professores tecircm sido associadas a benefiacutecios para o
ensinoaprendizagem de ciecircncias (Lakin e Wellington 1994 Caton et al 2000 Dolan 2006
Tomanek 2005) A participaccedilatildeo de cientistas no ensino de ciecircncias permite aos estudantes a
aquisiccedilatildeo de perceccedilotildees mais reais do funcionamento da ciecircncia derrubando potenciais
conceccedilotildees estereotipadas dos cientistas (Driver et al 1996 Thomas e McDuffie 2001) sendo
um fator modelador de futuros cientistas (OacuteNeill and Polman 2004)
31- Perceccedilatildeo dos professores cientistas e estudantes
A referecircncia a interaccedilotildees entre cientistas e professores carece em primeiro lugar de
uma reflexatildeo sobre a forma como ambas as partes percecionam os objetivos delineados para a
educaccedilatildeo em ciecircncias e a forma como eacute a ciecircncia eacute ensinada Os cientistas tendem a
evidenciar uma perspetiva negativa quanto agrave qualidade do ensino de ciecircncias muito embora
natildeo seja claro como constroem essas perceccedilotildees (Druger e Allen 1998) Um estudo baseado
no meacutetodo de entrevistas a cientistas de vaacuterias aacutereas e a professores do ensino secundaacuterio
ilustrou a preocupaccedilatildeo dos cientistas quanto agrave variabilidade na qualidade de ensino de
recursos disponiacuteveis e da preparaccedilatildeo cientiacutefica dos professores (Taylor et al 2008) Em
concreto 40 dos cientistas referiram que os professores deveriam aprofundar
conhecimentos quanto ao processo de investigaccedilatildeo cientiacutefica nomeadamente quanto agrave forma
de conduzir as atividades experimentais Este estudo tambeacutem refere alguns aspetos
consensuais entre cientistas e professores quanto agrave importacircncia dos alunos vivenciarem o
entusiasmo que as descobertas cientiacuteficas envolvem a produccedilatildeo de ideias verdadeiramente
originais e reflexatildeo critica como estrateacutegias promotoras do interesse dos jovens pela ciecircncia
(Taylor et al 2008) As dificuldades dos professores quanto agrave compreensatildeo da ciecircncia como
um processo de produccedilatildeo de conhecimento tecircm sido referidas como um obstaacuteculo agrave
transposiccedilatildeo de praacuteticas do funcionamento da ciecircncia real para o contexto de sala de aula
(Lederman 1999 1992 2004 Abd-El-Khalick e Lederman 2000 Taylor et al 2008) Uma
questatildeo pertinente eacute se existe uma correlaccedilatildeo entre a compreensatildeo da natureza da ciecircncia
pelos professores e as suas praacuteticas pedagoacutegicas (Brickhouse 1990 Lederman 1999) Neste
contexto Lederman (1999) mostrou que as perceccedilotildees dos estudantes relativamente ao
funcionamento da ciecircncia natildeo satildeo diretamente proporcionais ao grau de conhecimento dos
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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professores relativamente aos aspetos da natureza da ciecircncia Estes resultados ilustram bem
que natildeo eacute suficiente que os professores compreendam a natureza da ciecircncia sendo antes
preciso saber como explicitar a natureza da ciecircncia
32- Benefiacutecios das interaccedilotildees cientistasprofessoresestudantes
O sucesso das interaccedilotildees entre cientistas e professores eacute largamente influenciado
pelos benefiacutecios que as partes envolvidas possam usufruir A Figura 4 ilustra a importacircncia da
intersecccedilatildeo entre diferentes atores no processo de ensinoaprendizagem de ciecircncias
nomeadamente os professores que ensinam ciecircncia os estudantes que aprendem ciecircncia e os
cientistas que fazem ciecircncia com benefiacutecios para todas as partes envolvidas Os cientistas
ganham competecircncias em comunicaccedilatildeo inspiraccedilatildeo e reflexatildeo criacutetica a partir das questotildees dos
alunos e alargam o impacto da sua investigaccedilatildeo (Tanner 2004 Chin e Osborne 2004 2008)
Do lado dos professores os ganhos poderatildeo relacionar-se com o seu desenvolvimento
profissional atualizaccedilatildeo cientiacutefica facilitaccedilatildeo do acesso a equipamento material bioloacutegico e
artigos cientiacuteficos geralmente de difiacutecil acesso na escola (Drayton e Falk 2006) Finalmente
os estudantes ganham uma perceccedilatildeo mais real dos cientistas e do que eacute fazer ciecircncia
Eacute consensual considerar que a comunicaccedilatildeo entre cientistasprofessores e alunos
confere uma nova dimensatildeo agrave forma de ensinar ciecircncia no entanto na maioria das vezes as
modalidades de interaccedilotildees satildeo essencialmente de curta duraccedilatildeo referindo-se por exemplo agrave
ida pontual de investigadores agrave sala de aula ou da visita de alunos ao laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo O impacto destas interaccedilotildees na perceccedilatildeo e interesse dos jovens pela ciecircncia e na
real aprendizagem de ciecircncia carece de uma avaliaccedilatildeo fundamentada
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas poderaacute
induzir novas formas de ensinar ciecircncia com impactos positivos no ensino aprendizagem de
ciecircncia Na Figura 5 satildeo indicadas diferentes modalidades promotoras de interaccedilotildees de longa
duraccedilatildeo entre professores e cientistas A implementaccedilatildeo de plataformas de comunicaccedilatildeo via
e-mail bem como a integraccedilatildeo de professores na rotina do trabalho de investigaccedilatildeo e do
funcionamento da comunidade cientiacutefica podem gerar uma nova dinacircmica na forma de
ensinar ciecircncia Paralelamente os cientistas tambeacutem poderatildeo integrar a comunidade escolar
envolvendo-se em atividades que dominam por exemplo na elaboraccedilatildeo de projetos
angariadores de financiamento para a escola e na tutoria cientiacutefica dos professores A
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 46
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 47
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 48
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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integraccedilatildeo de doutorados no ensino eacute tambeacutem apontada como uma estrateacutegia inovadora com
potencialidades uacutenicas no ensino de ciecircncia que satildeo discutidas no ponto 33
A implementaccedilatildeo de iniciativas promotoras do diaacutelogo entre cientistas e professores
constitui um importante contributo no ensino de ciecircncias Por exemplo no Reino Unido existe
um programa intitulado ldquoteachersscientists networkrdquo que prevecirc a ida de cientistas agrave sala de
aula Estes discutem com os alunos a ciecircncia que produzem a rotina do laboratoacuterio o que
fazem como trabalham que meacutetodos utilizam e como satildeo avaliados O projeto Europeu
ldquoVolvoxrdquo eacute outro exemplo concreto de interaccedilotildees entre professores cientistas especialistas
em educaccedilatildeo e comunicadores de ciecircncia O objetivo deste projeto consiste em produzir
recursos educativos com a garantia do rigor cientiacutefico assegurado pelo envolvimento dos
cientistas Posteriormente estes recursos satildeo disseminados entre os professores que os
poderatildeo utilizar no contexto de ensino de conteuacutedos cientiacuteficos especiacuteficos
(httpwwweurovolvoxorg) O laboratoacuterio europeu para as ciecircncias bioloacutegicas (ELLS
ldquoEuropean Laboratory for Life Sciencesrdquo) tambeacutem estaacute envolvido no estabelecimento de
conexotildees entre os professores do ensino secundaacuterio e os cientistas Neste caso os professores
integram o laboratoacuterio de investigaccedilatildeo tendo a oportunidade de trabalhar com os cientistas em
teacutecnicas de Biologia Molecular (ELLS wwwemblorgells) A ideia subjacente a estes
projetos eacute de que atuando ao niacutevel dos professores satildeo expectaacuteveis mudanccedilas na forma de
ensinar ciecircncia com efeitos positivos no interesse dos jovens pela aprendizagem de ciecircncia
Em Portugal o programa ldquoEscolher Ciecircncia Da Escola agrave Universidaderdquo inserido no
ldquoCiecircncia Vivardquo tem como objetivo promover a aproximaccedilatildeo entre os alunos do ensino
secundaacuterio e superior perspetivando um incentivo ao prosseguimento de estudos em aacutereas
cientiacuteficas e tecnoloacutegicas (httpwwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos) Abrange
vaacuterios projetos de trabalho como por exemplo o projeto ldquoAfinal o que eacute a ciecircnciardquo que
envolve a interaccedilatildeo entre diferentes centros de investigaccedilatildeo da Faculdade de Ciecircncias de
Lisboa nomeadamente da filosofia das ciecircncias biologia marinha citogeneacutetica bioimagem e
bioestatiacutestica que procura criar laccedilos de aproximaccedilatildeo entre os estudantes de uma escola
secundaacuteria ao questionamento e reflexatildeo critica sobre o que eacute a ciecircncia (httpciencia13-
14fculpt)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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33- Integraccedilatildeo de doutorados no ensino baacutesico e secundaacuterio de ciecircncias
Os cientistas poderatildeo transmitir o entusiasmo pela ciecircncia e o saber acumulado da
praacutetica da investigaccedilatildeo cientiacutefica e do funcionamento da ciecircncia real constituindo um modelo
de inspiraccedilatildeo e motivaccedilatildeo para o prosseguimento de estudos em aacutereas cientiacuteficas Eacute pertinente
refletir ateacute que ponto os cientistas tecircm efetivamente disponibilidade e condiccedilotildees para se
envolverem no ensino de ciecircncias e em que modalidades o desejam fazer Muitos cientistas
deparam-se com o dilema de pretenderem aprofundar as interaccedilotildees com os professores e os
estudantes mas debatem-se com constrangimentos relacionados com a falta de tempo e
tambeacutem com o facto das suas contribuiccedilotildees no ensino de ciecircncias natildeo serem valorizadas na
sua avaliaccedilatildeo
O sistema de ensino ganharia muito em abrir a porta agrave contrataccedilatildeo de cientistas que
adquirindo a formaccedilatildeo pedagoacutegica legalmente exigida para a lecionaccedilatildeo pretendessem
enveredar por uma carreira no ensino Os cientistas ao deixarem a bancada para se tornarem
professores trazem natildeo soacute conhecimentos cientiacuteficos especiacuteficos mas tambeacutem a vivecircncia do
funcionamento da ciecircncia A sua experiecircncia profissional como cientistas iraacute decerto refletir-
se na forma de ensinar ciecircncia A revista ldquoSciencerdquo dedicou uma seacuterie de artigos aos motivos
que levam os cientistas a querer trocar a bancada de laboratoacuterio pela sala de aula (Mervis
2000) Os cientistas manifestam o seu desencorajamento pela falta de emprego cientiacutefico
permanente e pela enorme pressatildeo suscitada pelas avaliaccedilotildees e necessidade de publicar
regularmente artigos em revistas com elevado fator de impacto Outros referem motivaccedilotildees
genuiacutenas de querer levar aos mais jovens o seu entusiasmo pela ciecircncia
No sistema cientiacutefico portuguecircs constata-se que natildeo haacute capacidade de absorver os
doutorados conduzindo-os para um sistema de bolsas sucessivas de investigaccedilatildeo sem
perspetivas de uma carreira com alguma estabilidade A necessidade de selecionar bons
professores aliada agrave falta de emprego cientiacutefico para os doutorados deveria ser uma forccedila
motriz para equacionar a possibilidade dos cientistas integrarem o sistema de ensino Esta
posiccedilatildeo tem vindo a ser adotada nos Estados Unidos como forma de responder a dois
problemas como sejam a falta de professores e o excesso de doutorados com uma uacutenica
soluccedilatildeo de recrutamento de cientistas para o sistema de ensino (Schiermeier 2010)
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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PROFESSORES amp CIENTISTAS
Confianccedila entusiasmo
Alargar o impacto do projecto de investigaccedilatildeo
Inspiraccedilatildeo das questotildees dos estudantes e reflexatildeo
critica
Benefiacutecios muacutetuos
cientistasprofessores
- competecircncias comunicacionais
- confianccedila entusiasmo
- inspiraccedilatildeo e reflexatildeo
- alargar o impacto do projeto de investigaccedilatildeo
estudantes
- Envolvimento com a natureza da ciecircncia
- Perceccedilotildees reais da ciecircncia e dos cientistas
Figura 4- Benefiacutecios da interseccedilatildeo entre os diferentes atores na educaccedilatildeo no ensinoaprendizagem de ciecircncias
Cientistas
FAZER CIEcircNCIA
Estudantes
APRENDER CIEcircNCIA
Professores
ENSINAR CIEcircNCIA
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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Figura 5 - Modalidades propostas para o estabelecimento de interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e
cientistas
Interaccedilotildeeslongo prazo
Professores
e cientistas
Tutoria
Delineamentoexperimental
Actualizaccedilatildeocientiacutefica
Integraccedilatildeo de doutorados no
ensino
Integraccedilatildeo de professores
nos centros de investigaccedilatildeo
Plataformasde
comunicaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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CAPIacuteTULO III
METODOLOGIA
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
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Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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METODOLOGIA
1- Plano de investigaccedilatildeo de desenvolvimento de projeto
A metodologia adotada neste trabalho eacute de natureza investigativa de
desenvolvimento de projetos (ldquoDesign-Based Researchrdquo) Trata-se de uma metodologia de
investigaccedilatildeo que procura melhorar as praacuteticas educativas existentes bem como propor novas
praacuteticas pedagoacutegicas atraveacutes da resoluccedilatildeo de problemas reais envolvendo interaccedilotildees entre
investigadores e professores (Anderson e Shattuck 2012 The Design-Based Research
Collective 2003) A especificidade desta metodologia relaciona-se com algumas
caracteriacutesticas referenciadas por Wang e Hannafin (2005) nomeadamente o facto de ser uma
metodologia (a) pragmaacutetica uma vez que o enfoque reside em aspetos praacuteticos do processo de
ensino e aprendizagem (b) realizada em contextos reais (c) interativa porque envolve o
cruzamento entre diferentes atores do processo educativo (d) dinacircmica porque funciona como
um sistema de feedback que se auto regula com base em inputs recolhidos ao longo das
diferentes etapas do processo e (e) integrativa na medida em que assenta em muacuteltiplos
meacutetodos de recolha de dados incluindo observaccedilotildees inqueacuteritos e registos escritos
A metodologia geral de desenvolvimento do projeto envolveu as seguintes fases
(a) Contextualizaccedilatildeo e definiccedilatildeo do problema o progressivo desinteresse e
afastamento dos jovens pela ciecircncia estaacute presumivelmente associado agrave forma de
ensinar ciecircncia Este problema exige uma reflexatildeo sobre o estado do ensino da
ciecircncia e de ldquocomo ensinar a natureza da ciecircnciardquo
(b) Revisatildeo da literatura visa a compilaccedilatildeo de informaccedilatildeo conducente agraves diferentes
formas de abordar o problema
(c) Investigaccedilatildeo relativa agrave implementaccedilatildeo de estrateacutegias ativas de
ensinoaprendizagem baseadas em ferramentas que os cientistas utilizam no
processo de construccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico
(d) Reflexatildeo e interpretaccedilatildeo de resultados perspetivando investigaccedilotildees futuras sobre
novas praacuteticas pedagoacutegicas
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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2- Delineamento de estrateacutegias e recursos educativos para integrar a natureza da
ciecircncia no ensino da divisatildeo celular
Todos os organismos vivos interagem com o meio ambiente lidando constantemente
com muacuteltiplas condiccedilotildees adversas O conceito de cromossoma e a sua dinacircmica funcional e
estrutural ao longo do processo de divisatildeo celular constituem temas abstratos de difiacutecil
compreensatildeo pelos alunos Neste sentido as estrateacutegias de ensino delineadas satildeo diversas e
visam explicitar a natureza da ciecircncia (Tabela 1) O ponto de partida para despoletar
diferentes etapas conducentes agrave construccedilatildeo de conhecimento cientiacutefico sobre a divisatildeo celular
corresponde agrave introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real nomeadamente o fato da planta de
arroz ser particularmente sensiacutevel a condiccedilotildees ambientais adversas o que gera impactos
negativos na produtividade e consequentemente na economia e sociedade
Tabela 1- Multiplicidade de estrateacutegias e recursos para integrar a natureza da ciecircncia no ensino da divisatildeo
celular
Orientaccedilotildees
gerais do curriacuteculo
Estrateacutegias metodoloacutegicas Recursosmateriais
Explorar relaccedilotildees entre Ciecircncia
Tecnologia e Sociedade
Promover a identificaccedilatildeo
exploraccedilatildeo de situaccedilotildees
problemaacuteticas abertas
Valorizar a realizaccedilatildeo de
atividades praacuteticas
Centrar o processo de
ensinoaprendizagem nos alunos
Integrar a construccedilatildeo do
conhecimento
Integrar a avaliaccedilatildeo nos processos
de ensino e aprendizagem
Problema real relaccedilatildeo entre
alteraccedilotildees climaacuteticas stresses
ambientais e produtividade de
arroz
Questionamento hipoacuteteses
discussatildeo planeamento e
execuccedilatildeo experimental
Construccedilatildeo de modelos e
representaccedilatildeo da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo durante a meiose
Comunicar ciecircncia na sala de aula
ldquopeer reviewrdquo na sala de aula
Mapas e dados estatiacutesticos sobre
as alteraccedilotildees climaacuteticas em curso
e produccedilatildeo de arroz em Portugal
Plantas de arroz (Oryza sativa)
desenvolvidas em condiccedilotildees
controlo versus stress
Plasticinas e cartolinas
ldquoEsparguetes da piscinardquo
Posters
Artigos cientiacuteficos
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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3- Caracterizaccedilatildeo da amostra e teacutecnicas de recolha de dados
Os dados obtidos neste estudo resultam do trabalho realizado durante a praacutetica letiva
em trecircs aulas de 90 minutos cada com uma 24 alunos na disciplina de Biologia do 11ordm ano da
Escola Secundaacuteria de Odivelas
O plano metodoloacutegico envolveu a utilizaccedilatildeo de vaacuterios instrumentos para recolha de
dados nomeadamente a elaboraccedilatildeo de um inqueacuterito com o objetivo de perceber as conceccedilotildees
dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas (Anexo I) Foram elaborados vaacuterios documentos
de apoio agraves estrateacutegias de ensino utilizadas nomeadamente um guia de apoio agrave anaacutelise de
artigos cientiacuteficos (Tabela 2) uma proposta de organizaccedilatildeo estrutural para a execuccedilatildeo de um
poster cientiacutefico (Figura 6) e de um resumo para submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso passiacutevel
de ser realizado em contexto de sala de aula (Figura 7) Procurou-se tambeacutem recolher registos
escritos pelos estudantes com a finalidade de analisar as suas opiniotildees quanto agraves estrateacutegias de
ensino implementadas na sala de aula e respectivo impacto nas aprendizagens realizadas pelos
alunos A observaccedilatildeo dos alunos durante a realizaccedilatildeo das atividades laboratoriais natildeo
implicou qualquer instrumento formal de recolha e registo de dados sendo a anaacutelise destes
aspetos essencialmente de natureza qualitativa
Instrumentos utilizados na recolha de dados
Inqueacuterito A primeira abordagem consistiu em perceber que ideias tecircm os alunos sobre a
ciecircncia nomeadamente Quem satildeo os cientistas O que fazem Como trabalham Que
meacutetodos utilizam Como comunicam Como funciona a comunidade cientiacutefica Neste
contexto foi elaborado um inqueacuterito a que os estudantes responderam num periacuteodo de quinze
minutos (Anexo I)
Material de apoio das aulas As tarefas propostas aos alunos foram apoiadas pelos seguintes
materiais Guia de anaacutelise de um artigo cientiacutefico (Tabela 2) Exemplo da organizaccedilatildeo
estrutural de um poster cientiacutefico (Figura 6) Exemplo da estrutura de um resumo para
submissatildeo a um ldquomicrordquo congresso a realizar em contexto de sala de aula (Figura 7)
Questionaacuterios e registos escritos produzidos pelos alunos Foi produzida uma grelha
coadjuvante da avaliaccedilatildeo de posters a realizar pelos diferentes grupos de trabalho (Tabela 3)
No final foi solicitado aos alunos a avaliaccedilatildeo da realizaccedilatildeo desta atividade respondendo agraves
questotildees referidas na Tabela 4
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 46
Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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Tabela 2- Guiatildeo de anaacutelise de um artigo cientiacutefico
Guia de leitura de um artigo cientiacutefico O que lecircs
Qual a perguntaproblema a que os autores tentam responder
Que questotildees satildeo abordadas
Qual a abordagem experimental agrave questatildeo (ou questotildees)
Como satildeo apresentados os resultados Na forma de figuras tabelas etc
O que se pretende mostrar com uma dada figura
Como se interpreta um dado graacutefico
Foram feitos controlos Quais
O artigo levanta novas questotildees
Reflexatildeo criacutetica a questatildeo inicial do artigo eacute devidamente respondida
Satildeo produzidas novas questotildees de investigaccedilatildeo
Tabela 3- Grelha de avaliaccedilatildeo dos posters
Grelha de criteacuterios de avaliaccedilatildeo do posters O que vecircs
Qual a primeira coisa que vecircs no poster
O tiacutetulo eacute claro apelativo legiacutevel Indicaccedilatildeo do nome dos autores
O poster apresenta muito texto pouco texto ou texto suficiente
Qualidade do texto a linguagem eacute cientiacutefica sinteacutetica rigorosa legiacutevel e sem
informaccedilatildeo supeacuterflua
Organizaccedilatildeo geral do poster eacute legiacutevel Tem uma sequecircncia loacutegica
Satildeo utilizadas figuras eou esquemas Satildeo faacuteceis de perceber
Estatildeo bem integradas no contexto Estatildeo devidamente legendadas
Satildeo indicadas referecircncias bibliograacuteficas
Tabela 4- Questionaacuterio de avaliaccedilatildeo quanto agrave relevacircncia de posters cientiacuteficos no ensinoaprendizagem de
ciecircncia
Avaliaccedilatildeo da atividade de execuccedilatildeo de posters O que pensas
O tema do poster suscitou interesse
A apresentaccedilatildeo do trabalho sob a forma de poster foi uacutetil Porquecirc
Preferias apresentar o trabalho sob a forma de relatoacuterio
O material de apoio foi suficiente
Consideras que a apresentaccedilatildeo oral do poster eacute importante Porquecirc
Reflete sobre o teu desempenho na apresentaccedilatildeo oral Sentiste dificuldades
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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Figura 6- Proposta organizacional de um
poster cientiacutefico
Figura 7- Proposta organizacional de um resumo a
submeter num congresso cientiacutefico
Tiacutetulo
Autores
RESUMO
RESUMO
Contextualizaccedilatildeo
Questatildeoproblemaobjetivo (s)
Resultados (figuras graacuteficos tabelas)
Discussatildeoconclusotildees
TIacuteTULO
INTRODUCcedilAcircO
MATERIAIS
MEacuteTODOS
RESULTADOS
CONCLUSOtildeES
PERSPETIVAS FUTURAS
REFEREcircNCIAS
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
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Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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CAPIacuteTULO IV
IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO
INTEGRADORAS DA NATUREZA DA CIEcircNCIA
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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IMPLEMENTACcedilAtildeO DE ESTRATEacuteGIAS DE ENSINO INTEGRADORAS DA
NATUREZA DA CIEcircNCIA
Este capiacutetulo refere-se agrave implementaccedilatildeo num contexto de sala de aula de estrateacutegias
de ensino delineadas no Capiacutetulo III (Tabela 1) com o objetivo de explicitar alguns aspetos da
natureza da ciecircncia mencionados ao longo do Capiacutetulo II e de aproximar os dos estudantes do
funcionamento da ciecircncia
1- Perceccedilatildeo dos estudantes sobre a ciecircncia e os cientistas
Os estudantes tendem a ter conceccedilotildees estereotipadas sobre os cientistas e no seu
imaginaacuterio tecircm interesses pensamentos e modos de vida peculiares sendo diferentes das
pessoas que integram o seu quotidiano (Thomas and McDuffie 2001)
Este capiacutetulo eacute iniciado com um inqueacuterito dirigido agrave turma em estudo visando
diagnosticar a perceccedilatildeo dos estudantes sobre o funcionamento da ciecircncia e os cientistas por
exemplo quem satildeo como trabalham que meacutetodos utilizam Os estudantes responderam ao
inqueacuterito num periacuteodo de 15 a 20 minutos (Anexo I) Natildeo se pretende fazer aqui uma anaacutelise
exaustiva e quantitativa dos resultados deste inqueacuterito porque tal exigiria a sua aplicaccedilatildeo em
larga escala incluindo por exemplo muacuteltiplas turmas de diferentes niacuteveis de ensino (baacutesico
versus secundaacuterio) De uma forma geral relativamente agrave turma do 11ordm ano em estudo as
respostas revelaram um desconhecimento sobre o funcionamento da ciecircncia e da comunidade
cientiacutefica A Figura 8 refere-se a um conjunto de respostas de um aluno do 11ordm ano
seleccionadas pela sua representatividade da apreciaccedilatildeo globaldo grupo turma Cerca de 53
dos alunos afirmaram nunca ter tido oportunidade para delinear um procedimento
experimental A totalidade dos alunos revelou natildeo saber para que servem os congressos
cientiacuteficos e nunca tiveram oportunidade de simular a sua realizaccedilatildeo em contexto de sala de
aula Em contraste afirmam ter tido oportunidade de realizar posters muito embora admitam
natildeo o ter feito seguindo criteacuterios de natureza cientiacutefica
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 8- Respostas de um aluno do 11ordmano quanto agrave sua perceccedilatildeo sobre alguns aspetos relacionados com o
funcionamento da comunidade cientiacutefica
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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2- Implementaccedilatildeo de estrateacutegias metodoloacutegicas integradoras da natureza da ciecircncia
no ensino da divisatildeo celular
Os processos de divisatildeo celular satildeo essenciais agrave compreensatildeo da biologia e da
geneacutetica no entanto os estudantes revelam frequentemente dificuldades em compreender os
conceitos de nuacutecleo cromossomas homoacutelogos e divisatildeo celular (mitose e meiose) As plantas
satildeo uma excelente ferramenta no ensino de ciecircncia na medida em que satildeo faacuteceis de manipular
natildeo acarretam custos excessivos quanto agrave sua manutenccedilatildeo e crescimento em sala de aula nem
representam riscos para a seguranccedila dos alunos (Lally 1997 Hershey 1989) As estrateacutegias
de ensino implementadas no acircmbito deste trabalho estatildeo indicadas na Tabela 1 A primeira
etapa metodoloacutegica envolveu aexploraccedilatildeo das interaccedilotildees entre plantameio ambiente
utilizando o arroz como exemplo de uma planta sensiacutevel a stresses ambientais havendo a
possibilidade da estrutura dos cromossomas e do processo de divisatildeo celular sofrerem
alteraccedilotildees em resultado de condiccedilotildees ambientais adversas A introduccedilatildeo deste problema
desencadeou a sequecircncia de um processo investigativo sobre a meiose em que se procurou
integrar muacuteltiplos aspetos da natureza da ciecircncia tal como descrito nos pontos seguintes
21- Introduccedilatildeo de um contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes
etapas de um processo investigativo sobre a divisatildeo celular
As plantas natildeo se movem e como tal natildeo conseguem ldquofugirrdquo de situaccedilotildees ambientais
adversas Neste trabalho o arroz eacute utilizado como caso de estudo para introduzir um problema
concreto e real com implicaccedilotildees econoacutemicas O arroz eacute uma cultura tradicional em Portugal
Os Portugueses tecircm um consumo per capita de arroz mais elevado da comunidade europeia
(aproximadamente 18 kgcapitaano) mas apesar disso em Portugal a produccedilatildeo corresponde a
aproximadamente 60 do valor consumido Os agricultores portugueses debatem-se com m
problema de baixa produtividade devido essencialmente ao frio (que impede a cultura a norte
do Mondego) e agrave salinidade (que afeta em particular os rios Tejo Sorraia e Sado)
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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22- Questionamento hipoacuteteses discussatildeo planeamento e execuccedilatildeo experimental
A introduccedilatildeo do contexto problemaacutetico referido no ponto anterior levou a um
periacuteodo de discussatildeo que envolveu o questionamento e a construccedilatildeo de hipoacuteteses favorecendo
o pensamento reflexivo e criativo estimulando nos alunos atitudes similares agraves de um
cientista Os toacutepicos de discussatildeo incidiram nos seguintes pontos Qual o efeito do frio eou
da salinidade no crescimento e desenvolvimento da planta Qual seraacute a fase do
desenvolvimento da planta mais sensiacutevel ao stress de salinidade seraacute a fase de germinaccedilatildeo
Ou seraacute a fase reprodutiva Que tecido da planta seraacute propiacutecio agrave observaccedilatildeo de ceacutelulas em
divisatildeo mitoacutetica E se o objetivo for a observaccedilatildeo de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica qual o
tecido a recolher O processo de divisatildeo celular poderaacute ser afetado por condiccedilotildees ambientais
adversas Como delinearias o procedimento experimental para responder a estas questotildees
Que controlos devem ser incluiacutedos Nesta fase foi definida a questatildeo principal de
investigaccedilatildeo perceber se o stress salino causa alteraccedilotildees nos cromossomas eou processo de
divisatildeo celular em arroz
A turma foi dividida em pequenos grupos de trabalho constituidos no maacuteximo por
quatro alunos O trabalho de grupo implicou a elaboraccedilatildeo de um plano de investigaccedilatildeo
incluindo a definiccedilatildeo de variaacuteveis controlos e condiccedilotildees controladas Ao longo deste
processo foram surgindo novas questotildees como por exemplo qual seraacute a temperatura oacutetima de
crescimento da planta de arroz Que concentraccedilatildeo de sal poderaacute constituir um fator de stress
para a planta Mas afinal o que eacute um stress para a planta Como aplicar o stress Durante
quanto tempo Qual seraacute a condiccedilatildeo controlo E os cromossomas de arroz seratildeo faacuteceis de
visualizar ao microscoacutepio E que outros efeitos fenotiacutepicos poderatildeo ser observados devido agrave
imposiccedilatildeo de um stress salino No final os alunos foram capazes de delinear o procedimento
experimental para responder agrave questatildeo da salinidade poder afectar os cromossomas eou
divisatildeo celular
O desenvolvimento da planta de arroz desde a fase de germinaccedilatildeo ateacute agrave fase
reprodutiva corresponde aproximadamente a trecircs meses em condiccedilotildees controladas No sentido
de contornar a dificuldade em obter plantas num estaacutedio de desenvolvimento adequado agrave
recolha de material para observaccedilatildeo de figuras de meiose poder-se-aacute optar por fornecer aos
alunos anteras jaacute fixadas provenientes de plantas controlo versus plantas submetidas a stress
No entanto eacute importante mostrar aos alunos os aspetos fenotiacutepicos associados agrave imposiccedilatildeo de
stress salino durante o desenvolvimento de plantas de arroz (Figura 9 AB) O manuseamento
experimental nomeadamente a teacutecnica de ldquoesfregaccedilordquo de anteras foi realizada com ldquoagulhas
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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de dissecccedilatildeordquo construiacutedas pelos alunos na sala de aula a partir de alfinetes espetados em
rolhas de corticcedila (Figura 9 C) A observaccedilatildeo ao microscoacutepio de ceacutelulas em divisatildeo meioacutetica
foi acompanhada pelo registo escrito das observaccedilotildees (Figura 9 D)
23- Construccedilatildeo de modelos no ensino aprendizagem da divisatildeo celular
A utilizaccedilatildeo de materiais invulgares como por exemplo os ldquoesparguetes da piscinardquo
podem ter um papel facilitador na compreensatildeo de conceitos abstratos como eacute o caso do
comportamento dos cromossomas durante a meiose (Locke e McDermid 2005) Neste
trabalho osldquoesparguetes da piscinardquo foram tambeacutem utilizados como ferramentas para modelar
o comportamento dos cromossomas e representar etapas cruciais do processo de meiose como
por exemplo o ldquocrossing overrdquo (Figura 9 E-J) Os alunos tiveram um papel ativo no processo
de ensinoaprendizagem tendo realizado uma representaccedilatildeo teatral da ldquodanccedila dos
cromossomasrdquo ao mesmo tempo que questotildees pertinentes iam sendo levantadas como por
exemplo ldquocomo encontrar o parceiro certordquo Este exerciacutecio de coreografia do processo
meioacutetico foi ainda complementado com a utilizaccedilatildeo de plasticinas de vaacuterias cores para
modelar os cromossomas esquematizando o processo de meiose numa folha de cartolina
(Figura 9 K)
24- Perspetiva evolutiva do conhecimento cientiacutefico sobre o nuacutecleo e cromossomas
A introduccedilatildeo de aspetos da histoacuteria da ciecircncia constitui uma excelente ferramenta
no ensino da ciecircncia e foi tambeacutem uma estrateacutegia aplicada no ensino da divisatildeo celular O
conceito de cromossoma e de organizaccedilatildeo do nuacutecleo constituem um bom exemplo de como o
conhecimento cientiacutefico depende do contributo de muitos investigadores e de muacuteltiplos
avanccedilos tecnoloacutegicos como o caso da construccedilatildeo de microscoacutepios cada vez mais potentes
Este aspetos da evoluccedilatildeo do conhecimento cientiacutefico foram abordados na sequecircncia da
atividade de construccedilatildeo de modelos referidos no ponto anterior A forma de abordagem
envolveu a referecircncia ao trabalho de cientistas do passado e a marcos histoacutericos na
construccedilatildeo do conhecimento sobre sobre o nuacutecleo e cromossomas Tal como referido por
Raices e DrsquoAngelo (2012) o termo nuacutecleo foi primeiramente utilizado por Robert Brown
(1833) para descrever um bola opaca com uma forma redonda ou oval presente em todas as
ceacutelulas de plantas O termo cromossoma eacute atribuiacutedo a Waldeyer-Hartz (1888) e deriva das
palavras gregas ldquokhromardquo que significa cor e ldquosomardquo que significa corpo As primeiras
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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observaccedilotildees de cromossomas foram feitas na segunda metade do seacuteculo XIX graccedilas ao uso
de teacutecnicas convencionais de utilizaccedilatildeo de corantes para o DNA Ateacute ao final dos anos 60
SEacuteC XX as observaccedilotildees cingiram-se a cromossomas metafaacutesicos e meioacuteticos de plantas
(citogeneacutetica de plantas) enquanto a observaccedilatildeo de cromossomas animais soacute se inicia mais
tarde apoacutes a resoluccedilatildeo de problemas experimentais associados ao estabelecimento de cultura
de ceacutelulas animais (Schubert 2011) O estudo do nuacutecleo interfaacutesico foi durante muito tempo
considerado pouco atrativo jaacute que aparentava ser um emaranhado de fibras desorganizadas
de cromatina lembrando em imagem figurada um prato de esparguete Soacute mais tarde nos
anos 80 SEacuteC XX graccedilas ao desenvolvimento de microscoacutepios mais sofisticados e de novas
teacutecnicas da biologia molecular foi possiacutevel estabelecer o conceito de territoacuterio cromossoacutemico
no nuacutecleo interfaacutesico isto eacute que na interfase os cromossomas ocupam domiacuteniosterritoacuterios
especiacuteficos com implicaccedilotildees funcionais na regulaccedilatildeo da expressatildeo de genes Os manuais
escolares continuam erradamente a atribuir pouca relevacircncia ao estudo do nuacutecleo interfaacutesico
e a insistir no imaginaacuterio do ldquoprato de espargueterdquo induzindo ideias erradas sobre o nuacutecleo
interfaacutesico
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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Figura 9- Praacuteticas pedagoacutegicas implementadas no contexto de ensino da divisatildeo celular (meiose)
As etapas representadas incluem a exploraccedilatildeo do impacto negativo de fatores ambientais no fenoacutetipo da planta
de arroz (AB) a execuccedilatildeo da atividade experimental nomeadamente a execuccedilatildeo de um esfregaccedilo de ceacutelulas de
anteras (C) e observaccedilatildeo ao microscoacutepio oacutetico (D) reforccedilo da compreensatildeo de fases chave do processo da
meiose atraveacutes da utilizaccedilatildeo de diferentes materiais como sendo os esparguetes da piscina (E-J) e as plasticinas
(K) e finalmente a apresentaccedilatildeo oral do resumo de um artigo cientiacutefico sobre a meiose (L) As fotografias A e B
foram gentilmente cedidas pela investigadora Liliana Ferreira
A B C D
E F G H I J
K L
Controlo Stress
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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25- A ecircnfase na comunicaccedilatildeo de ciecircncia na sala de aula
A realizaccedilatildeo do inqueacuterito referido no ponto 1 deste capiacutetulo mostrou um
desconhecimento geral sobre as diferentes formas de comunicar ciecircncia Neste contexto
foram apresentadas aos alunos as funcionalidades de ferramentas especiacuteficas inerentes agrave
comunicaccedilatildeo de ciecircncia nomeadamente o caderno de laboratoacuterio artigos cientiacuteficos e posters
(Figura 10) O desenvolvimento de competecircncias comunicacionais foi trabalhado a partir da
anaacutelise parcial de artigos cientiacuteficos e da execuccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de posters na sala de
aula
Figura 10- Ferramentas de comunicaccedilatildeo de ciecircncia caderno de laboratoacuterio (A) artigos cientiacuteficos (B) e posters
(C)
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
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a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Os Artigos cientifiacutecos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
A utilizaccedilatildeo de artigos cientiacuteficos como estrateacutegia de ensino eacute possiacutevel em contexto
de sala de aula no ensino secundaacuterio (Schinske et al 2008) mas atendendo agrave complexidade da
linguagem dos artigos cientiacuteficos a sua implementaccedilatildeo na sala de aula exige algum cuidado
quanto agrave seleccedilatildeo dos artigos e das respectivas secccedilotildees especiacuteficas propostas para anaacutelise e
discussatildeo (Snow 2010) Neste trabalho o objetivo subjacente agrave introduccedilatildeo dos artigos como
estrateacutegia metodoloacutegica aplicada ao ensino da divisatildeo celular foi o de enfatizar junto dos
alunos que o tema da meiose continua a ser estudado estando ainda muito longe de ser
compreendido Permitiu ainda realccedilar a globalidade do mundo da ciecircncia e a importacircncia da
liacutengua inglesa no funcionamento da comunidade cientiacutefica Os artigos foram introduzidas
apoacutes a realizaccedilatildeo da atividade experimental conducente agrave observaccedilatildeo microscoacutepica de um
esfregaccedilo de ceacutelulas de anteras Os grupos de trabalho da atividade experimental foram
mantidos tendo sido solicitado aos alunos a anaacutelise de uma secccedilatildeo especiacutefica de um artigo
nomeadamente o resumo durante um periacuteodo de 20 minutos Todos os artigos cientiacuteficos
utilizados nesta atividade estatildeo relacionados com a dinacircmica do processo de meiose (Figura
11 A B C) Em seguida cada grupo de trabalho apresentou oralmente agrave turma as principais
ideias do resumo (Figura 9 L) Muito embora este exerciacutecio tenha sido focado na anaacutelise
concreta de uma secccedilatildeo do artigo foi fornecida aos alunos uma grelha ilustrativa da
importacircncia da anaacutelise criacutetica de um artigo cientiacutefico (Capiacutetulo III Tabela 2) Os alunos foram
capazes de transmitir as ideias chave do resumo do artigo e foram capazes de elaborar
questotildees de investigaccedilatildeo pertinentes e relevantes para a investigaccedilatildeo sobre o tema da meiose
O fato do resumo lhes ter sido fornecido em liacutengua inglesa natildeo constituiu um problema para a
realizaccedilatildeo da atividade e natildeo evidenciou resistecircncias por parte dos alunos
Os Posters cientiacuteficos como ferramenta de ensino aprendizagem de ciecircncia
Relativamente agrave atividade de execuccedilatildeo de posters cientiacuteficos foi seguido o mesmo
meacutetodo de trabalho isto eacute a formaccedilatildeo de grupos de quatro alunos Foi previamente fornecida
uma matriz de guia para a organizaccedilatildeo estrutural do poster e com indicaccedilotildees precisas quanto agrave
dimensatildeo do documento ldquopower-pointrdquo (90 x 120 cm) estrutura e secccedilotildees que o ldquoposterrdquo
deveria incluir (Capiacutetulo III Figura 6) O tema do poster incidiu na potencial relaccedilatildeo entre
stresses ambientais e o processo de meiose em arroz devendo basear-se nos resultados obtidos
na atividade experimental realizada na sala de aula Muito embora os alunos tenham referido
no inqueacuterito (Anexo I) alguma familiarizaccedilatildeo preacutevia com a execuccedilatildeo de posters ao longo da
realizaccedilatildeo desta atividade reconheceram quenatildeo tinham uma perceccedilatildeo clara quanto agrave
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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organizaccedilatildeo estrutural de um poster cientiacutefico Os alunos revelaram dificuldades
essencialmente ao niacutevel da forma de escrever utilizando uma linguagem cientiacutefica A
apresentaccedilatildeo oral do poster por todos os grupos foi comparada a um evento de congresso
cientiacutefico Foi dado a conhecer as principais etapas desde a forma de submissatildeo de um resumo
(Capiacutetulo III Figura 7) ateacute agrave participaccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral do trabalho realizado Neste
contexto de simulaccedilatildeo de um ldquomicrocongressordquo foram implementadas regras relativas aos
tempos de apresentaccedilatildeo (10 minutosgrupo) e de discussatildeo (10 minutosgrupo) No periacuteodo de
discussatildeo foi incentivada a avaliaccedilatildeo criacutetica entre pares devendo cada grupo colocar pelo
menos uma questatildeo ao grupo que apresentava oralmente o poster Esta atividade foi
coadjuvada por uma grelha de criteacuterios subjacentes agrave avaliaccedilatildeo criacutetica de posters (Capiacutetulo III
Tabela 3)
A avaliaccedilatildeo dos alunos como parte integrante do processo de ensino aprendizagem
Apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas na sala de aula foi solicitado aos alunos
que registassem aspetos relevantes adquiridos sobre o funcionamento da ciecircncia A Figura 12
reuacutene um conjunto de testemunhos de avaliaccedilatildeo sobre a praacutetica de executar apresentar e
discutir de uma forma reflexiva um poster cientiacutefico Os alunos descrevem esta praacutetica na sala
de aula como uacutetil inovadora e enriquecedora quanto agrave compreensatildeo de conceitos cientiacuteficos e
tambeacutem quanto ao desenvolvimento de competecircncias de comunicaccedilatildeo de ciecircncia (Figura 12)
Ao serem questionados sobre o que aprenderam acerca do funcionamento da ciecircncia os
alunos destacam aspetos relacionados com a importacircncia do erro das observaccedilotildees e registos
escritos e da forma de comunicar ciecircncia (Figura 13)
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 11- Resumo dos artigos cientiacuteficos analisados pelos alunos (A) Moore e Shaw (2009) (B)
Chen et al (2010) (C) Shah et al (2011)
(A) Improving the chances of finding the right partner Moore e Shaw 2007
ABSTRACT Recognition and pairing of homologous chromosomes is absolutely required for successful
segregation during meiosis We still have no model however that adequately explains the mechanism of
this process in a quantitative way The fact that homologue pairing takes similar times across several orders
of magnitude in genome size rules out simple linear homology searching mechanisms Although homology
searching must ultimately depend on DNA sequence comparisons a number of more specific mechanisms
have been described in different organisms including telomere clustering centromere association and
interaction of specific pairing sequences These mechanisms can be interpreted as limiting the required
search and thus improving the efficiency of pairing
(B) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to isolated Arabidopsis male
meiocytes Chen et al (2010)
ABSTRACT
Background Meiosis is a critical process in the reproduction and life cycle of flowering plants in which
homologous chromosomes pair synapse recombine and segregate Understanding meiosis will not only
advance our knowledge of the mechanisms of genetic recombination but also has substantial applications in
crop improvement Despite the tremendous progress in the past decade in other model organisms (eg
Saccharomyces cerevisiae and Drosophila melanogaster) the global identification of meiotic genes in
flowering plants has remained a challenge due to the lack of efficient methods to collect pure meiocytes for
analyzing the temporal and spatial gene expression patterns during meiosis and for the sensitive
identification and quantitation of novel genes
Results A high-throughput approach to identify meiosis-specific genes by combining isolated meiocytes
RNA-Seq bioinformatic and statistical analysis pipelines was developed By analyzing the studied genes
that have a meiosis function a pipeline for identifying meiosis-specific genes has been defined More than
1000 genes that are specifically or preferentially expressed in meiocytes have been identified as candidate
meiosis-specific genes A group of 55 genes that have mitochondrial genome origins and a significant
number of transposable element (TE) genes (1036) were also found to have up-regulated expression levels
in meiocytes
Conclusion These findings advance our understanding of meiotic genes gene expression and regulation
especially the transcript profiles of MGI genes and TE genes and provide a framework for functional
analysis of genes in meiosis
(C) Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Shah et al
(2011)
ABSTRACT The predicted 2ndash4 degC increment in temperature by the end of the 21st Century poses a threat
to riceproduction The impact of high temperatures at night is more devastating than day-time or mean
dailytemperatures Booting and flowering are the stages most sensitive to high temperature which may
sometimes lead to complete sterility Humidity also plays a vital role in increasing the spikelet sterility at
increased temperature Significant variation exists among rice germplasms in response to temperature stress
Flowering at cooler times of day more pollen viability larger anthers longer basal dehiscence and presence
of long basal pores are some of the phenotypic markers for high temperature tolerance Protection of
structural proteins enzymes and membranes and expression of heat shock proteins (HSPs) are some of the
biochemical processes that can impart thermo-tolerance All these traits should be actively exploited in
future breeding programmes for developing heat-resistant cultivars Replacement of heat-sensitive cultivars
with heat-tolerant ones adjustment of sowing time choice of varieties with a growth duration allowing
avoidance of peak stress periods and exogenous application of plant hormones are some of the adaptive
measures that will help in the mitigation of forecast yield reduction due to global warming
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 48
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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Figura 12- Avaliaccedilatildeo dos alunos quanto agrave elaboraccedilatildeo e apresentaccedilatildeo oral de um poster
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Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 48
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 47
Figura 13- Perceccedilatildeo dos alunos quanto ao funcionamento da ciecircncia apoacutes terem vivenciado praacuteticas cientiacuteficas
na sala de aula
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 48
CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
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Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
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ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS E PERSPETIVAS FUTURAS
O progressivo desinteresse e afastamento dos jovens pela ciecircncia eacute um problema
amplamente referenciado no espaccedilo europeu que presumivelmente estaacute relacionado com a
forma de ensinar ciecircncia O desenvolvimento deste trabalho assenta na convicccedilatildeo de que satildeo
necessaacuterias mudanccedilas na forma de ensinar ciecircncia Neste sentido pretende ser um contributo
para o delineamento de estrateacutegias de ensino diversificadas perspetivando uma aprendizagem
real de conceitos cientiacuteficos atraveacutes da integraccedilatildeo de aspetos da natureza da ciecircncia na sala de
aula O modelo de estudo eacute baseado na potencial correlaccedilatildeo entre as interaccedilotildees plantameio
ambiente e aspetos da divisatildeo celular (meiose) As estrateacutegias implementadas de ensino
aprendizagem da divisatildeo celular incluiacuteram uma sequecircncia de atividades promotoras da
vivecircncia da natureza da ciecircncia na sala de aula nomeadamente (a) a introduccedilatildeo de um
contexto problemaacutetico real para desencadear diferentes etapas de um processo investigativo
(b) o questionamento delineamento de hipoacuteteses e execuccedilatildeo experimental (c) a utilizaccedilatildeo de
modelos (d) uma visatildeo evolutiva do conhecimento cientiacutefico (e) ecircnfase particular na
comunicaccedilatildeo de ciecircncia atraveacutes de ferramentas utilizadas pelos cientistas como eacute o caso dos
artigos cientiacuteficos e posters
Neste estudo mostra-se que a vivecircncia da natureza da ciecircncia eacute passiacutevel de ser
operacionalizada no ensinoaprendizagem de conceitos cientiacuteficos com impactos positivos na
compreensatildeo de conceitos na comunicaccedilatildeo de ciecircncia e na aproximaccedilatildeo dos estudantes agrave
forma de funcionar da comunidade cientiacutefica A avaliaccedilatildeo dos alunos sobre as praacuteticas
cientiacuteficas vivenciadas revela entusiasmo e fasciacutenio pela descoberta de novas perceccedilotildees ateacute
entatildeo desconhecidas sobre a ciecircncia tal como eacute evidenciado por uma aluna que escreve a
seguinte nota ldquodescobri que o mundo da ciecircncia eacute muito mais extenso do que pensamosrdquo
Este trabalho enfatiza particularmente a importacircncia da construccedilatildeo de pontes entre a
escola e as instituiccedilotildees geradoras de conhecimento cientiacutefico como forma de inspirar e
elucidar estudantes e professores quanto ao processo de construccedilatildeo de conhecimento
cientiacutefico Espera-se que este seja o caminho para estimular o interesse dos alunos na
aprendizagem de ciecircncias induzindo-os a prosseguirem estudos em aacutereas cientiacuteficas
Este projeto de investigaccedilatildeo perspetiva a transformaccedilatildeo de praacuteticas de ensino dos
professores sendo esta uma tarefa complexa que envolve um investimento contiacutenuo no
desenvolvimento profissional dos professores Os processos de mudanccedila no
ensinoaprendizagem de ciecircncias tendem a ser travados por inuacutemeras forccedilas de resistecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 49
inerentes ao proacuteprio sistema educativo por exemplo a imutabilidade de alguns pressupostos
fundamentais como os curriacuteculos meacutetodos de ensino organizaccedilatildeo da turma e da escola ou um
apego excessivo dos professores a meacutetodos e praacuteticas pedagoacutegicas correntes que sabem agrave
partida ser confortaacuteveis e seguros A ideia de que a reduccedilatildeo de conteuacutedos pode permitir uma
maior dedicaccedilatildeo a metodologias de ensino mais ativas e centradas no aluno eacute questionaacutevel na
medida em que a essecircncia do problema poderaacute natildeo residir na quantidade de conteuacutedos mas
sim na forma como os conceitos cientiacuteficos satildeo ensinados e compreendidos Adicionalmente
as questotildees relacionadas com a mudanccedila e inovaccedilatildeo no ensino de ciecircncias geram muacuteltiplas
criacuteticas e barreiras como sendo por exemplo o fato de a sala de aula natildeo ser um laboratoacuterio de
investigaccedilatildeo e que por isso os reagentes e equipamentos utilizados na investigaccedilatildeo natildeo podem
ser adquiridos num contexto de orccedilamento de escola que os professores natildeo satildeo cientistas e
que por isso natildeo dominam verdadeiramente o funcionamento da ciecircncia que o tempo letivo eacute
insuficiente para conjugar a implementaccedilatildeo de estrateacutegias de ensinoaprendizagem ativas com
a preparaccedilatildeo dos estudantes para os exames e ainda que os estudantes precisam efetivamente
de memorizar definiccedilotildees e de adquirir conhecimentos na forma de definiccedilotildees
As barreiras agrave mudanccedila podem e devem ser minimizadas numa primeira linha de
atuaccedilatildeo atraveacutes de uma reformulaccedilatildeo de praacuteticas e rotinas jaacute existentes na comunidade
escolar Por exemplo repensar a funcionalidade das muacuteltiplas reuniotildees de professores
realizadas na escola Em concreto as reuniotildees dos grupos disciplinares poderatildeo ser utilizadas
como foacuteruns de discussatildeo de praacuteticas pedagoacutegicas Outro exemplo consiste em valorizar a
biblioteca escolar como uma ferramenta importante na educaccedilatildeo em ciecircncias nomeadamente
porque pode (a) promover conexotildees entre a escola e as instituiccedilotildees do ensino superior atraveacutes
por exemplo da criaccedilatildeo de base de dados de institutos de investigaccedilatildeo nacionais e
internacionais de cientistas por aacutereas de trabalho ou de biografias de cientistas (b) valorizar o
contacto com a investigaccedilatildeo cientiacutefica atraveacutes da disponibilizaccedilatildeo in situ de revistas
cientiacuteficas de assinatura gratuita com credibilidade por exemplo a revista ldquoLab Timesrdquo
(httpwwwlabtimesorg) (c) formaccedilatildeo de utilizadores da biblioteca dirigida a professores e
alunos abordando temas como a avaliaccedilatildeo da credibilidade das fontes plagio e regras de
indicaccedilatildeo de bibliografia
O investimento em interaccedilotildees de longa duraccedilatildeo entre professores e cientistas
constitui uma forccedila motriz para induzir novas formas de ensinar ciecircncia
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 50
REFEREcircNCIAS
Abd-El-Khalick F Lederman N (2000) Improving science teachersrsquo understanding of nature
of science A critical review of the literature International Journal of Science
Education 22 665ndash701
Allen D Tanner K (2003) Approaches to Cell Biology Teaching Learning Content in
Context-Problem-Based Learning Cell Biology Education 2 73ndash81
Anderson T Shattuck J (2012) Design-based research A decade of progress in education
research Educational Researcher 41(1) 16-25
Anthony KJ Frasier WM (2009) Teaching students to create undiscovered ideas Science
Scope 33 1 20-27
Bell R (2013) Best practices in science education Teaching the Nature of Science Three
critical questions National Geographic Science
Brickman P Glynn S Graybeal G (2008) Introducing student to cases Journal of College
Science Teaching 37 (3) 12-16
Brickhouse NW (1990) Teachersrsquo beliefs about the nature of science and their relationship to
classroom practice Journal of Teacher Education 41 53ndash62
Buxton CA (2006) Creating Contextually Authentic Science in ldquoLow-Performingrdquo Urban
Elementary School Journal of Research in Science Teaching 43 7 695-721
Caton E Brewer C Brown F (2000) Building teacher ndash scientist partnerships Teaching
about energy through inquiry School Science and Mathematics 100 1 7-15
Cervetti G 2009 Why do scientists disagree Nashua NH Delta
Chen C Farmer AD Langley RJ Mudge J Crow JA May GD Huntley J Smith AG
Retzel EF (2010) Meiosis-specific gene discovery in plants RNA-Seq applied to
isolated Arabidopsis male meiocytes BMC Plant Biology 10280
Chin C Osborne J (2008) Studentsrsquo questions a potential resource for teaching and learning
science Studies in Science Education 44 1 1ndash39
Chin C amp Chia LG (2004) Problem-based learning Using studentsrsquo questions to drive
knowledge construction Science Education 88 707ndash727
Chisholm RM (1991) Introducing students to peer review of writing Journal on Writing
Across the Curriculum 3 1 4-19
Davis K Coskie T (2009) Hypothesis testing itrsquos okay to be wrong Science and Children
46 6 58-60
Delors J Al-Mufti I Amagi I Carneiro R Chung F Geremek B Gorham W Kornhauser
A Manley MQuero MP Savaneacute MA Singh K Stavenhagen R Suhr M W
Nanzhao Z (1996) Educaccedilatildeo um tesouro a descobrir-Relatoacuterio para a UNESCO da
Comissatildeo Internacional sobre Educaccedilatildeo para o seacuteculo XXI
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 51
Design-Based Research Collective (2003) Design-based research An emerging paradigm for
educational inquiry Educational Researcher 32(1) 5-8 35-37
Dolan EL (2006) Student-teacher-scientist partnerships Experimental biology in K-12
classrooms FASEB J 20 1311
Drayton B Falk J (2006) Dimensions that shape teacher ndash scientist collaborations for teacher
enhancement Science Education 90 734-761
Driver R Newton P Osborne J (2000) Establishing the Norms of scientific argumentation
in classrooms Science Education 84 3 287-312
Driver R Asoko H Leach J Mortimer E Scott P (1994) Constructing scientific
knowledge in the classroom Educational Researcher 23 (7) 5-12
Driver R Leach J Millar R Scott P (1996) Young peoplersquos images of science
Philadelphia Open University Press
Druger M Allen G (1998) A study of the role of research scientists in K12 science
education The American Biology Teacher 60 334-349
Duschl RA Osborne J (2002) Supporting and promoting argumentation discourse in
science education Studies in Science Education 38 39ndash72
Duschl R Schweingruber H Shouse A (2007) Taking science to school Learning and
teaching science in grades K-8 Washington DC The National Academies Press
Edelson DC (1997) Realizing authentic science learning through the adaptation of scientific
practice In International handbook of science education eds K Tobin and B Fraser
314-322 Dordrecht Netherlands Kluwer
Herman B (2008) Less is more Iowa Science Teachers Journal 35 2 4-9
Herreid CF (1996) Structured Controversy A Case Study Strategy DNA Fingerprinting in
the Courts Journal of College Science Teaching 26 2
Hershey DR (1989) Plant scientists should promote plant science through education Plant
Cell 1 655ndash656
Hodson D (1993) Re-thinking Old Ways Towards a More Critical Approach to Practical
Work in School Science Studies in Science Education 22 85-142
Hodson D (1990) A critical look at practical work in school science School Science Review
70(256) 33-40
Johnson DW Johnson RT (1988) Critical thinking through controversy Educational
Leadership 58-64
Kelly AV (1981) O Curriacuteculo Teoria e Praacutetica Satildeo Paulo Editora Harbra
Krogh LB Nielsen K (2013) Introduction How Science Worksmdashand How to Teach It Sci
amp Educ 22 2055ndash2065
Kruse J (2008) NOS integrating the Nature of Science throughout the entire school year
Iowa Science Teachers Journal 35 2 15-20
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 52
Kuhn D (1993) Science as argument Implications for teaching and learning scientific
thinking Science Education 773 319 ndash 337
Lakin S amp Wellington J (1994) Who will teach the lsquonature of science teachersrsquo views of
science and their implications for science education International Journal of Science
Education 16 (2) 175-190
Lally D Tax FE Dolan EL (2007) Sowing the Seeds of Dialogue Public Engagement
through Plant Science The Plant Cell 19 2311ndash2319
Lederman NG (1999) Teachersrsquo understanding of the nature of science and classroom
practice Factors that facilitate or impede the relationship Journal of Research in
Science Teaching 36 916-929
Lederman NG (1992) Students and teachers conceptions of the nature of science A review
of the research Journal of Research in Science Teaching 29 331ndash359
Lederman NG Lederman SJ (2004) Revising instruction to teach nature of science The
Science Teacher 71 9 36-39
Leite L (2001) Contributos Para Uma Utilizaccedilatildeo Mais Fundamentada do Trabalho
Laboratorial no Ensino das Ciecircncias Cadernos Didaacutecticos de Ciecircncias 1
LisboaMinisteacuterio da Educaccedilatildeo ndash Departamento do Ensino Secundaacuterio 79-97
Locke J McDermid HE (2005) Using Pool Noodles to Teach Mitosis and Meiosis Genetics
Education Note Innovations in Teaching and Learning Genetics Genetics 170 5ndash6
Loper S Baker J (2009) More than one ldquorightrdquo answer Science and Children 47 (3) 32-35
Mervis J (2000) How to Produce Better Math and Science Teachers Science 289 5484
1454-1455
McComas W (2004) Keys to teaching the Nature of Science The Science Teacher 71 9 24-
27
Millar R Osborne JF (1998) Beyond 2000 Science Education for the Future London
Kings College London
Moore G Shaw P (2009) Improving the chances of finding the right partner Current
Opinion in Genetics ampDevelopment 19 2 99-104
Newton P Driver R Osborne J (1999) The place of argumentation in the pedagogy of
school science International Journal of Science Education 21 5 553-576
OrsquoNeill DK Polman J (2004) Why educate ldquolittle scientistsrdquo Examining the potential of
practice-based scientific literacy Journal of Research in Science Teaching 41 3
234-266
Osborne J Erduran S Simon S (2004) Enhancing the quality of argumentation in science
classrooms Journal of Research in Science Teaching 41 10 994-1020
Osborne J Collins S Ratcliff EM Millar R Duschl R (2003) What ldquoideas-about-
sciencerdquo should be taught in school A Delphi study of the expert community
Journal of Research in Science Teaching 40 692-720
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 53
Osborne J Erduran S Simon S Monk M (2001) Enhancing the quality of argument in
school science School Science Review 82 301 63-70
Osborne J amp Dillon J (2008) Science education in Europe Critical reflections Kingrsquos
College London The Nuffield Foundation
Pedrosa MA (2001) Ensino das Ciecircncias e Trabalhos Praacuteticos ndash (Re)Conceptualizarhellip In A
Veriacutessimo A Pedrosa R Ribeiro (Coords) (Re)Pensar o Ensino das Ciecircncias
Lisboa Ministeacuterio da EducaccedilatildeondashDepartamento do Ensino Secundaacuterio 19-33
Raices M DrsquoAngelo M (2012) Nuclear pore complex composition a new regulator of tissue
specific and developmental functions Nat Rev Mol Cell Biol 13 (11) 687-699
Reiss MJ amp Tunnicliffe SD (2001) What sorts of worlds do we live in nowadays
Teaching biology in a post-modern age Journal of Biological Education 35 125-
129
Roberson C Lankford D (2010) Laboratory notebooks in the science classroom The Science
Teacher 77 1 38-42
Sampson V Clark D (2008) The Impact of Collaboration on the Outcomes of Scientific
Argumentation Wiley InterScience (wwwintersciencewileycom)
Schiermeier Q (2010) Back to School Nature463 986-987
Schinske J Clayman K Bush AK Tanner K (2008) Teaching the anatomy of a scientific
journal article Science Teacher 75 7 49-56
Schubert I (2011) Between genes and genomes-future challenges for cytogenetics Frontiers
in Genetics 2 30 1-2
Seethaler S (2005) Helping Students Make Links Through Science Controversy The
American Biology Teacher 67 5 265-274
Shah F Huang J Cui K Nie L Shah T Chen C Wang K (2011) Impact of high-
temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance Journal of
Agricultural Science 1-12
Snow CE (2010) Academic language and the challenge of reading for learning about
science Science 328 450-453
Sternberg RJ (2006) The nature of creativity Creativity Research Journal 18 1 87-98
Tanner KD (2004) Involving scientists in K12 science education benefits to scientists from
participating in scientist-teacher partenerships Trends in Science Education
Research
Taylor AR Jones MG Broadwell B Oppewal T (2008) Creativity inquiry or
accountability Scientists and teachers perceptions of science education Wiley
InterScience
Thomas E McDuffie JR (2001) Scientists-Geeks and Nerds Dispelling teachers
stereotypes of scientists Science and Children 16-19
Tippet C (2009) Argumentation the language of science Journal of Elementary Science
Education 21 1 17-25
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia 54
Tomanek D (2005) Building successful partnerships between K-12 and universities Cell
Biol Educ 4 28ndash29
Wang F Hannafin M J (2005) Design-based research and technology-enhanced learning
environments Educational Technology Research and Development 53(4) 5-23
Watters BL (1996) Teaching peace through structured controversy Journal on Excellence in
College Teaching 7 107-125
Wellington JJ (1986) (ed) Controversial Issues in the Curriculum Oxford Basil Blackwell
Waldeyer W Uumlber Karyokinese und ihre Beziehungen zu den Befruchtungsvorgaumlngen Arch
Mikr Anat 1888 321ndash122
Ziman J (2000) Real science-What is and what it means Cambridge Cambridge University
Press
Endereccedilos eletroacutenicos
httpeceuropaeuprogrammeshorizon2020ennewscall-making-science-education-and-
careers-attractive-young-people
httpciencia13-14fculpt
wwwemblorgells
wwwgppqfctpth2020
wwwdgesmctespt XIX conferecircncia Ibero-Americana de Ministros da Educaccedilatildeo 2009
www21stcenturyskillsorg Partnership for 21st Century Skills 2008
wwweurovolvoxorg
wwwoecdorgpisa
wwwcienciavivaptescolhercienciaprojectos
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia I
ANEXOS
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia II
ANEXO I
Inqueacuterito Perceccedilatildeo dos estudantes do ensino secundaacuterio sobre a natureza da ciecircncia e
cientistas
INQUEacuteRITO
1- Indica trecircs caracteriacutesticas de um ldquocientista idealrdquo
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
c _______________________________________________________________
2- Indica trecircs nomes de cientistas e a respetiva aacuterea de atividade cientiacutefica que te
ocorrem imediatamente
Cientista (Nome) Aacuterea cientiacutefica
3- Que ideia tens da personalidade de um cientista por exemplo de um bioacutelogo Para
cada uma das aliacuteneas assinala sublinhando apenas um dos termos
a Altruiacutesta ou egoiacutesta
b Arrumado ou desarrumado
c Rico ou pobre
d Trabalha colaborativamente ou individualista
e Divertido ou triste
f Veste-se num estilo formal (ex fato e gravata) ou informal ex (calccedilas de
ganga)
g Parece muito asseado ou pelo contraacuterio poderaacute ter um aspeto pouco
limpo
4- Como pensas que seraacute um dia de trabalho de um Bioacutelogo (assinala apenas as duas
opccedilotildees que te parecerem mais adequadas)
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia III
a Na bancada do laboratoacuterio a pipetar soluccedilotildees
b No gabinete
c No computador
d A ler artigos
e Ao microscoacutepio
f Em frente a uma maacutequina com muitos bototildees
g No campo
h Num seminaacuterio
i Em reuniotildees de trabalho
5- Qual o horaacuterio de trabalho dos cientistas
a 900-1700
b 800-2000
c Noite
d 1000-2300
e Natildeo tecircm horaacuterio
6- Os cientistas vatildeo trabalhar durante os fins-de-semana ou feriados
a Frequentemente
b Nunca
c Sim mas apenas quando estritamente necessaacuterio
7- O que imaginas que fazem os cientistas para aleacutem da ciecircncia Indica trecircs
atividades
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
8- Jaacute tiveste oportunidade de conversar com algum cientista (assina uma opccedilatildeo)
a Sim
b Natildeo
9- Indica dois modos que o cientista utiliza para divulgar o seu trabalho
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
10- Os cientistas partilham e trocam informaccedilotildees entre si (seleciona uma das aliacuteneas)
a Sim
b Natildeo
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia IV
11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
Universidade Lusoacutefona de Humanidades e Tecnologias ndash Faculdade de Engenharia V
_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
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11- Se respondeste sim agrave questatildeo anterior como pensas que os cientistas comunicam
(seleciona a opccedilatildeo que te parece ser a mais frequente)
a Por correio eletroacutenico (e-mail)
b Por correio
c Outra forma Qual________________________________________
12- Os cientistas escrevem e publicam artigos cientiacuteficos Porquecirc Indica duas razotildees
a _______________________________________________________________
b _______________________________________________________________
13- Relativamente agraves metodologias utilizadas nas aulas de ciecircncias jaacute tiveste
oportunidade de
a Realizar um Poster cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
b Simular a realizaccedilatildeo de um congresso cientiacutefico
i Sim
ii Natildeo
c Construir um projeto de investigaccedilatildeo a partir de uma questatildeo inicial
i Sim
ii Natildeo
d Construir tu proacuteprio um protocolo experimental para realizar numa aula
praacutetica laboratorial
i Sim
ii Natildeo
e Contactar de alguma forma com artigos cientiacuteficos publicados em revistas
internacionais por exemplo analisar tiacutetulos resumos ou figuras
i Sim
ii Natildeo
14- No seu trabalho o cientista utiliza uma ferramenta muito importante o caderno de
laboratoacuterio
a O que pensas que escreve o cientista no caderno de laboratoacuterio
_____________________________________________________________________
b Na tua opiniatildeo qual a importacircncia do caderno de laboratoacuterio Indica
duas razotildees
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais
Ana Paula Santos - Um contributo para o ensino da natureza da ciecircncia
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_______________________________________________________________
15- Imagina que eacutes um Bioacutelogo e que trabalhas num instituto de investigaccedilatildeo O alarme
de incecircndio no instituto dispara e eacute iniciado o processo de evacuaccedilatildeo do edifiacutecio
Tens alguns segundos para agarrares alguns objetos antes de saiacuteres O que
selecionarias para colocar a salvo (assinala apenas uma opccedilatildeo)
i Carteira com dinheiro e documentos
ii Computador
iii Caderno de laboratoacuterio
16- Imagina que estaacutes no supermercado e tens um pacote de soja O roacutetulo indica que
se trata de um alimento geneticamente modificado Estaacutes indeciso e precisas de uma
informaccedilatildeo fidedigna Dos profissionais a seguir indicados seleciona a quem
recorrerias para te esclarecer as duacutevidas Ordena de 1 a 8 as tuas preferecircncias (1
para a profissatildeo que te inspira mais confianccedila ateacute ao 8 que corresponderaacute agrave
profissatildeo que te inspira menos confianccedila
Meacutedico
Professor
Engenheiro
Politico
Arquiteto
Cientista
Enfermeiro
Advogado
17- Finalmente apelando agrave imaginaccedilatildeo representa atraveacutes um desenho ou de um
esquema um dia de trabalho de um Bioacutelogo que estude plantas ou animais