Regina Gouveia

Σε ευ νο φοσσε προφεσσορα δε Φσιχα ... Algumas reflexões sobre práticas lectivas

1999

2

A todos os meus alunos que ao longo de toda a minha carreira, me têm

estimulado com as suas questões, com as suas dúvidas, com a sua

curiosidade.

Aos professores estagiários, pelos desafios que cada ano aceitam

partilhar comigo.

A muitos professores, não apenas de Física e Química, e de todos os

níveis de ensino, pelos debates que comigo tantas vezes têm mantido e

pelos momentos de reflexão que me têm propiciado.

Ao Fernando, ao Miguel, ao Nuno, à Teresa e à Cláudia pela forma como

acarinharam este meu projecto.

Finalmente, mas de uma forma muito especial, à Professora Doutora

Nilza Costa que, apesar dos seus múltiplos afazeres, me deu a honra de

analisar criticamente este livro.

Agradeço...

3

4

Agradeço...

3

Índice

5

Siglas utilizadas

7

Prefácio

9

Em jeito de introdução....

11

1-Por que razão há tantos alunos com dificuldades na aprendizagem da Física/Química ?

15

2-O que é importante que os alunos aprendam ?

17

3-A que atribuir a falta de reflexão dos alunos perante grande parte das questões que lhes são colocadas ?

19

4-Por que razão os alunos opõem resistência à mudança de concepções ?

31

5-Por que se fala hoje tanto na importância da contextualização ?

35

6-Qual a importância das actividades experimentais nas aulas de Física/Química ?

41

7-Que coerência deve existir entre o que pretendemos ensinar e o que pretendemos avaliar ?

51

8-Como construir estratégias de ensino-aprendizagem ?

59

Em jeito de conclusão....

79

Referências bibliográficas

81

Índice

5

6

No texto poderão eventualmente ser encontradas as seguintes siglas:

CA- concepções alternativas

cc- corrente contínua

ca- corrente alterna

CTO- Casa termicamente optimizada

CTS- Ciência/Tecnologia/Sociedade

EDP- Electricidade de Portugal

FCUP- Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

FEUP- Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

FQ- Físico-Químicas

GIRA- Grupo de informação e recreação astronómica

GIRP - Grupo de Investigação em Resolução de Problemas

RP- Resolução de problemas

SMAS- Serviços Municipalizados de águas e saneamento

TE- Trabalho experimental

TLF- Técnicas Laboratoriais de Física

UE- União Europeia

Siglas Utilizadas

7

8

O Livro “Se eu não fosse professora de Física...”, de Regina Gouveia, foi lido por

mim do princípio ao fim sem qualquer cansaço e as paragens que existiram serviram

tão só para me fazer reflectir. Ao lê-lo foi crescendo em mim a ideia da sua grande

pertinência, nomeadamente para todos aqueles que de algum modo estão envolvidos

no ensino da Física e da Química (FQ), nas nossas escolas básicas e secundárias, e

que desejam que ele seja cada vez mais um ensino de qualidade. Assim, pensei

principalmente em Professores e futuros Professores de FQ, mas pensei também em

Investigadores Educacionais (e da Didáctica da Física e da Química, em particular) e

em Pais dos nossos alunos. Certamente que todos esses diferentes intervenientes

educativos ao ler o Livro irão sentir que o seu cerne é contribuir para que o ensino

ministrado tenha significado para os nossos alunos e que os ajude a desenvolverem-se

não só enquanto alunos mas, também, enquanto futuros cidadãos que se espera

responsáveis. Ele ajudará certamente a que cada um de nós possa fazer algo nesse

sentido também.

Muitos têm sido os estudos de investigação em Didáctica que têm procurado

contribuir para a finalidade acima enunciada, no entanto, é também conhecido que a

mensagem dos investigadores não tem chegado, como o desejado, aos seus principais

destinatários (nomeadamente, professores e alunos). O Livro que agora se publica tem

a vantagem de “dizer” essa mensagem utilizando uma linguagem simples, mas

rigorosa e fundamentada, e ilustrada com múltiplas situações práticas que ajudarão,

muito certamente, a dar forma às ideias avançadas. Essas situações, conforme a

autora refere, não pretendem ser receitas a seguir pelos professores mas tão só

propostas que, por um lado consubstanciam as perspectivas inovadoras apresentadas

e, por outro, poderão ajudar os professores e educadores a delinear estratégias em

consonância com as mesmas. Muitas delas, senão todas, são situações reais,

experienciadas pela autora ao longo da sua vida profissional. Este elemento

certamente ajudará a dar credibilidade quanto è exequibilidade do que é proposto.

Aqueles que desejarem aprofundar mais as ideias avançadas poderão prosseguir a sua

leitura através da vasta bibliografia que é citada ao longo do texto e referenciada no

final do Livro.

Ao longo da minha experiência profissional, enquanto formadora de professores

e investigadora em Didáctica da Física, tem vindo a crescer em mim a ideia da

necessidade de cada vez mais nos esforçarmos para que o nosso discurso tenha

Prefácio

9

relevância para o ensino e para os seus protagonistas. Penso sinceramente que

Regina Gouveia o conseguiu neste Livro. Não tenho qualquer dúvida que aconselharei

a sua leitura a todos aqueles que daqui para a frente comigo trabalharem.

Aveiro, 02 de Setembro de 1999

(Nilza Costa)

(Professora Associada da Universidade de Aveiro, especialidade Didáctica da Física)

10

Sou professora de Física e Química e comecei por sê-lo um pouco por acaso.

Até ao 5º ano do Liceu (actual 9º ano de escolaridade) gostei genericamente de todas

as disciplinas à excepção de História. A isso não devem ter sido alheias por um lado a

minha má memória e por outro a má experiência que tive com a maior parte dos

professores da disciplina. Em 3 anos tive 5 professores e desses apenas dois não

apresentavam a história como uma sucessão de datas, factos e nomes, para mim um

tanto desconexos. Mas não é da disciplina de História que pretendo falar; se a cito é

porque pretendo enfatizar a importância do professor na aprendizagem dos alunos.

Voltaremos mais tarde a este ponto.

Retomando o fio condutor, dizia que até ao 5º ano praticamente todas as

disciplinas me interessavam, mas a matemática exercia sobre mim um fascínio maior

que qualquer das outras. Chegada ao fim do 5º ano, impôs-se a opção entre as Letras

e as Ciências; o gosto pela matemática decidiu a minha opção- optei pelas ciências.

Ao longo dos 6º e 7º anos, comecei a pensar no curso que gostaria de tirar. Só se me

apresentavam duas opções- Medicina e Matemática. A primeira, motivada

essencialmente pela generosidade e pelo idealismo que se tem quando se é jovem.

Para mim ser médica era a melhor forma que encontrava de poder ajudar os outros. A

segunda decorria do meu gosto quer pela matemática, quer por ensinar- desde

pequena em minha casa havia colegas de ano, ou mais atrasados, a quem eu, com

muito gosto, tirava dúvidas. No 7º ano (actual 11º) tive um professor excepcional a

matemática e pensava decidir-me pelas matemáticas. Foi esse professor que me

entusiasmou acerca de um curso de que lá, numa cidade de província, nunca ouvira

falar- engenharia química. Matriculei-me em engenharia química, mas ainda antes do

início das aulas, resolvi mudar para matemáticas. Estive uma tarde inteira na bicha

(...) Andar no mundo

é como atravessar o continente negro

do berço à contracosta.

Vai-se crescendo e andando.

Sonhando enquanto é tempo(...)

In “Poema da Selva”, Novos Poemas Póstumos de António

Gedeão, 1ª edição, 1990, Edições João Sá da Costa, Lisboa

Em jeito de introdução....

11

(na altura era assim que se dizia) da secretaria, a fim de requerer a mudança, mas

não cheguei a ser atendida. Desisti da mudança e estive dois anos em engenharia

química. No fim do segundo ano, decidi mudar, não para matemáticas mas para

Físico-Químicas, a fim de aproveitar o máximo de cadeiras feitas. Durante todo o

curso, as cadeiras de que mais gostei foram as de Matemática, seguindo-se as de

Física. Quando acabei o curso e comecei a leccionar num Liceu (como se chamava na

altura), ao sentir necessidade de explicar aos alunos o significado físico de alguns

conceitos, apercebi-me de que, até aí, eu tinha visto a física mais como uma

matemática aplicada, do que uma disciplina autónoma. Tive que reestudá- la de outro

modo e comecei então a aperceber-me de como a física é uma disciplina fascinante.

Isso de modo algum significa que saiba interpretar fisicamente muitos fenómenos,

significa apenas que tento interpretá-los e não apenas reduzi-los a meras equações

matemáticas.

Porque razão conto isto? Li um dia uma entrevista a um professor em que uma

das perguntas era:

-O que gostaria de ser se não fosse professor?

Ao que o professor respondeu:

- Gostaria de o ser.

Achei a resposta muito interessante e dei comigo a pensar que se um dia me

perguntassem o que eu gostaria de ser se não fosse professora de Física também

responderia: Gostaria de sê-lo. Se ser professor é sempre uma tarefa aliciante, apesar

de todos os “senãos”, ser professor de Física é, em meu entender, duplamente

aliciante. Mas de imediato, reflecti: Se eu nunca tivesse sido professora de Física, por

certo não saberia como é fascinante sê-lo e por isso não poderia responder desse modo.

É por esse motivo, que gostaria de mostrar aos professores, essencialmente aos que

se iniciam, que ensinar física é uma tarefa belíssima que vale a pena enfrentar.

Mas se é certo que há já algum tempo pensava em partilhar alguma da minha

experiência profissional, foi a partir da leitura do artigo de José Martin Toscano “El

análisis y la comunicación de experiencias. Algunos exemplos y recursos”, publicado

no número 13 da revista “Alambique” de Julho de 1997, que as ideias começaram a

ser passadas para o papel. E porquê? A resposta poderá ser encontrada nos extractos

que transcrevo, embora traduzidos:

É curioso o facto de que os professores e professoras que já há alguns anos

estamos ligados, de uma ou outra forma, a processos de inovação nos centros, temos

frequentemente a sensação de que cada vez que iniciamos algum tipo de experiência,

partimos quase do zero. Se recorremos a bibliografia (revistas, livros, etc.,) é difícil

encontrar referentes práticos que nos possam esclarecer, ou seja, outras experiências

desenvolvidas e sistematizadas por outros professores e professoras, em outros

contextos escolares.(...)

12

(...) Talvez a razão fundamental resida em que o nosso pensamento está configurado

mais para a acção, para a intervenção do que para a análise e a reflexão. Pois escrever

exige uma disciplina mental que requer, por sua vez, aprendizagem e treino. (...) Porque

também existe a sensação de banalidade do que dizemos quando pensamos num

possível público ao qual não estamos habituados quando pensamos no juízo de outras

pessoas... (...) Mas também temos aprendido que vale a pena realizar esse esforço. Se

não queremos começar sempre do zero, se não queremos ficar apenas no imaginar uma

mudança na escola, quando realmente tudo continua na mesma, um dos pilares sobre

os quais podemos ir construindo essa mudança, é a difusão e a análise de experiências

inovadoras que a exemplifiquem.

(...) Assumimos então não só a responsabilidade de tentar mudar mas a de mostrar aos

demais como o fazemos concretamente.

Tenho vindo a fazer referência á minha condição de professora de Física. É

óbvio que os professores de Física são genericamente também professores de Química,

por isso ao longo do livro serão feitas algumas reflexões no que respeita ao ensino-

aprendizagem da Química. Mas embora eu ache a Química interessante, nunca

consegui que produzisse em mim o mesmo “encantamento” que a Física. Há, por

certo, muitos professores de Química que pensam acerca dela o mesmo que eu penso

sobre a Física. A eles lanço o desafio de nos darem o seu testemunho.

Finalmente gostaria de referir que este livro não tem, nem pode ter, qualquer

outra pretensão que não seja sensibilizar os professores para uma reflexão sobre as

suas práticas. Para isso incluirei uma bibliografia relativamente extensa que

permitirá fundamentar muitas das propostas vigentes, no âmbito do ensino das

Ciências, particularmente da Física e da Química.

13

14

O insucesso de muitos alunos em Física/Química não é de hoje. Até à década

de 70, o que então se designava por ensino secundário, estava dividido em três ciclos:

o 1º correspondia aos actuais 5º e 6º anos de escolaridade, o 2º aos 7º, 8º e 9º e

finalmente o 3º ao 10 e 11º. No 2º ciclo as disciplinas estavam organizadas em duas

secções- Letras e Ciências. Para concluir o 5º ano, os alunos teriam que ter aprovação

nas duas secções mas podiam reprovar a uma disciplina de cada secção, a não ser

que quisessem continuar estudos. Neste caso, apenas poderiam reprovar a uma

disciplina numa das secções. Na secção de Ciências, quando os alunos passavam

reprovados a uma disciplina, essa disciplina, quase sem excepção, ou era Ciências

Físico-Químicas ou era Matemática. Mas o facto de o insucesso nestas disciplinas vir

de longe não pode, de modo algum, ser visto como uma fatalidade irremediável. Daí

que a questão colocada no início do capítulo: “Porque razão há tantos alunos com

insucesso na aprendizagem da Física/Química? “ seja pertinente.

As razões do insucesso dos alunos na Física/Química são inúmeras, pelo que

responder a esta questão não é tarefa fácil. Genericamente os professores atribuem

esse insucesso a causas que lhes são exteriores- falta de conhecimentos de

matemática, falta de domínio da língua, falta de hábitos de trabalho, falta de

capacidades cognitivas adequadas, existência de múltiplas áreas de interesse para os

jovens (televisão, vídeo, cinema, discotecas, jogos de computador, internet, etc) que

entram em concorrência com a escola e com os quais esta tem dificuldade em

competir. Obviamente que todos estes factores podem ser responsáveis pelo insucesso

mas, não é menos verdade que também os professores podem contribuir para esse

mesmo insucesso, quando ignoram as ideias prévias dos alunos, apresentam a

matéria de uma forma descontextualizada, privilegiam o uso de algoritmos e da

mecanização, não estimulam nos alunos capacidades como problematizar, seleccionar,

propor explicações, elaborar projectos, etc. Também para tudo isto os professores

Que língua estrangeira é esta

que me roça a flor do ouvido,

um vozear sem sentido

que nenhum sentido empresta?(...)

In “ Desencontro”, Poesias Completas de António Gedeão,

1968, Portugália Editora, Lisboa

1 - Por que razão há tantos alunos com dificuldades na

aprendizagem da Física/Química ?

15

invocam razões, algumas delas poderosas. Se existe uma feroz competição pelo acesso

ao ensino superior, e se os exames privilegiam o uso de algoritmos e a mecanização, e

apenas pretendem avaliar o conhecimento conceptual, como poderão os professores

ter em conta, particularmente no Ensino Secundário, os conhecimentos processual e

atitudinal? E será que não existem razões para privilegiar os conceitos em detrimento

das capacidades, das atitudes, dos valores? Creio que a resposta a esta última

questão, só pode ser NÃO. Quando penso na imensidão de conceitos que aprendi ao

longo de toda a minha vida, particularmente nas escolas (primária, secundária,

superior) e na pequeníssima percentagem dos mesmos que ainda recordo, sou

forçada a concluir que não foi, por parte das escolas, um bom investimento. Não quero

com isto significar que não se devam ensinar os conceitos, nas creio que é igualmente

importante investir no desenvolvimento de capacidades (cognitivas e manipulativas) e

valores. Por outro lado, considero que as mudanças institucionais dificilmente

ocorrem sem pressão dos cidadãos, pelo que se queremos que o sistema mude,

teremos que ser nós a mudar e a exercer pressão com vista à mudança.

Alguns estudos feitos em outros países revelam que alunos, a quem a Física e a

Química tenham sido ensinadas através de estratégias inovadoras, obtêm melhores

resultados mesmo em provas tradicionais, pelo que parece não haver razões para

temermos as mudanças. E se há mudanças que implicam alterações radicais nas

estratégias de ensino-aprendizagem, há outras que implicam pequenas alterações. Em

capítulos posteriores voltaremos a abordar este ponto bem como outros anteriormente

focados.

16

Uma das principais críticas que se faz hoje ao ensino a todos os níveis,

e em particular nos Estados Unidos, é que os alunos não aprendem a raciocinar e a

pensar criticamente (Hurd, 1989). Creio que este aspecto poderá ser constatado em

muitos outros países, nomeadamente no nosso. Efectivamente, se colocarmos aos

alunos um exercício como o que se indica a seguir, muito provavelmente obteremos

respostas que evidenciam o que acaba de ser referido.

Um corpo, com a massa de 2kg, cai da altura de 5m.

1- Calcula:

1.1- o tempo que demora cair

1.2- a velocidade com que atinge o solo

2- Indica, justificando, se o corpo atingiria mais rapidamente o solo caso a sua

massa fosse dupla.

Apesar de terem usado na resolução das questões 1.1 e 1.2 fórmulas em que

não intervém a massa do corpo, muitos alunos provavelmente responderão sim na

questão 2, dada a concepção alternativa de que um corpo cai tanto mais depressa

quanto mais pesado for. A resolução do exercício é feita de forma mecânica, pelo que

os alunos se limitam a usar a fórmula adequada a cada uma das alíneas sem qualquer

reflexão sobre a questão global.

Esta falta de reflexão, bem como a resistência oferecida pelos alunos à

mudança conceptual são, por certo, responsáveis por muito do insucesso no ensino-

aprendizagem das Ciências. No campo da investigação educacional tem-se vindo a

verificar uma mudança progressiva de paradigma, conduzindo a concepções sobre o

ensino das ciências que valorizam a construção de saberes, e o desenvolvimento de

capacidades e atitudes que permitam, por um lado, uma adaptação ao ritmo de

mudança dos nossos dias e, por outro, tomadas de decisão conscientes sobre

problemas locais e globais. Martins e Veiga (1999), consideram que a Escola deve

O Universo é feito essencialmente de coisa

nenhuma

intervalos, distâncias, buracos, porosidade etérea.

Espaço vazio, em suma. O resto é a matéria.(...)

In “ Máquina do mundo”, Poesias Completas de António

Gedeão, 1968, Portugália Editora, Lisboa

2- O que é importante que os alunos aprendam?

17

promover não só a construção de saberes necessários a uma compreensão adequada

desses problemas, mas também hábitos de reflexão e questionamento. Hurd (1987)

considera que devem ser dadas aos alunos oportunidades para integrarem uma

informação científica válida na formulação de julgamentos éticos. O ensino-

aprendizagem das Ciências deve, pois, ser entendido mais como um processo do que

como um produto de informações, factos, modelos, teorias, que muitos autores,

nomeadamente Yager (1992) incluem no que designam por domínio conceptual. Em

muitos estudos aparece a referência a outros domínios de conhecimentos, para além

do conceptual, nomeadamente os domínios processual e atitudinal ( Yager, 1992;

Sánchez Blanco, 1997). No domínio atitudinal incluem-se sentimentos, valores e

tomadas de decisão, enquanto que no processual se incluem processos como observar,

descrever, classificar, seleccionar, organizar, prever, inferir, controlar variáveis,

formular hipóteses, elaborar projectos. Alguns autores (por exemplo Beyer,

Presseissen, Quellmalz, Ratths et al, citados por Cruz, 1989) referem-se a estes

processos falando em capacidades, e distinguindo, por vezes, entre capacidades

elementares e complexas. Nestas últimas incluem resolver problemas, tomar decisões,

avaliar, etc .

A necessidade de valorizar não apenas o conhecimento conceptual mas

também os conhecimentos processual e atitudinal, deve levar a uma reflexão por parte

de todos aqueles que estão envolvidos no ensino aprendizagem da ciência, muito em

particular os professores.

A este propósito, não posso deixar de citar Hurd (1987), pp 55, que termina

assim o seu artigo “Ciência- Tecnologia- Sociedade: um novo contexto para o ensino da

ciência no secundário”:

Desde que começou a ler este artigo a quantidade de novo conhecimento

entretanto gerado dá para encher 25 volumes da Enciclopédia Britânica- o ritmo médio é

de 27 volumes em cada 30 minutos, dia e noite, semana após semana (....) Muito do que

um estudante precisará de saber para usar na vida e no trabalho ainda não foi

descoberto. O que é que isto significa para o ensino da ciência? Significa que as

capacidades e a arte de aprender tornam-se os objectivos principais do ensino-

aprendizagem da ciência de forma a que os estudantes possam ficar para sempre bem

educados. Numa idade de informação, cada estudante deve adquirir a capacidade para

identificar nova informação, avaliar o seu valor e ser capaz de controlar a sua

capacidade para usar adequadamente este conhecimento.

18

Uma das áreas em que os alunos apresentam muitas dificuldades é a resolução

de Problemas (RP). Também aqui os professores atribuem essas dificuldades a várias

causas, muito em particular às dificuldades matemáticas, no entanto raramente

referem a didáctica utilizada. Mas será que essa não é uma das principais causas?

Por várias vezes coloquei as questões A e B em testes sumativos para alunos

de 9ºano e cheguei inclusivamente a colocá-las a alunos de 10 º ano.

Questão A

Calcula a potência de uma máquina de lavar louça, sabendo que durante um programa

de lavagem de 1,5 h consome 1,8 kWh .

Questão B

A tabela anexa contem informações quanto ao modo como a família Silva utiliza dois dos

seus electrodomésticos .

Arca frigorífica Temperatura interior igual a -15 ºC ; consumo médio diário igual a

1,2 kWh

Máquina da

louça

Um programa diário a 40 ºC ; consumo médio diário igual a 1,2

kWh

Considera a seguinte afirmação: A potência da máquina da louça da família Silva é

superior à potência da sua arca frigorífica

Manifesta a tua concordância ou discordância com a afirmação, indicando razões

justificativas.

(...) Põe-se o Sol porque o seu movimento é relativo.

Derrama cores porque os meus olhos vêem.

Mas por que será belo o pôr do Sol? (...)

In “Poema das coisas belas”, Poemas Póstumos de António Gedeão, 1ª edição, 1984, Edições João Sá da Costa, Lisboa

3-A que atribuir a falta de reflexão dos alunos perante

grande parte das questões que lhes são colocadas?

19

A questão A, foi resolvida em média por 50 % dos alunos no 9º ano e 90% no

10º ano, mas no que respeita à questão B, quer num ano, quer no outro, ou nenhum

aluno resolveu ou apenas um ou dois conseguiram resolvê-la. De entre as respostas

à questão B, citam-se, por ex. :

A potência da máquina é maior porque funciona a temperatura mais elevada

A potência da máquina é maior porque 40 é maior que -15

A potência da máquina é 55 vezes maior

A potência da máquina é 25 vezes maior

A potência é igual porque gastam o mesmo

A potência do frigorífico é maior porque "fazer frio" gasta muita energia

As duas questões envolvem a aplicação de um mesmo conceito e apresentam a

mesma dificuldade matemática mas, perante dados em excesso, a maior parte dos

alunos é incapaz de seleccionar os dados relevantes, tal como é incapaz de ir buscar

ao seu quotidiano outros dados de que necessita.

Passo agora a descrever uma outra situação, que teve lugar numa turma de

11º ano quando a corrente eléctrica fazia parte do respectivo programa. Foi colocada

num teste diagnóstico a seguinte questão:

Questão C

Considera o circuito esquematizado. Qual deverá ser a indicação do amperímetro A2

sabendo que A1 indica 0,2 A?

A1 20 Ω A2

Um dos alunos (com média de 16), chamou-me várias vezes insistindo que

precisava de mais dados e acabou por escrever no teste(sic) :

O problema não pode ser resolvido porque faltam dados e a lei de Ohm não

"encaixa".

A preocupação do aluno era utilizar um algoritmo, sem qualquer análise

qualitativa prévia do problema.

No âmbito da investigação levada a cabo em 1995/1996, dentro do meu

projecto de licença sabática (Gouveia, 1995), foi apresentada a questão anexa a

alunos de Físico-Químicas, de 9º, 10º e 12º anos:

20

Questão D

As seis caixas representadas na figura contêm diferentes substâncias, mas há duas

caixas com uma mesma substância . Pretende-se que identifiques essas duas caixas e

que justifiques a tua escolha.

As caixas A,B,C são idênticas entre si e cada uma, vazia, pesa 100 g. As caixas D,E,F

são idênticas entre si e cada uma, vazia, pesa 50 g.

Curiosamente em todos os anos houve respostas incorrectas, mas as respostas

X e Y anexas merecem particular reflexão.:

Resposta X(sic)

O problema até pode ser fácil mas é confuso e foi a 1ª vez que tive um deste

género

Resposta Y(sic)

caixa A- 200 g x 50 cm3 = 10000

caixa B- 200 g x 50 cm3 = 10000

Eu não me lembro bem, mas acho que se tinha de multiplicar o volume pelo peso.

Se assim for é a caixa A e D

Também neste caso a preocupação dos alunos foi utilizar um algoritmo, sem

qualquer análise qualitativa prévia do problema.

As situações E e F que se descrevem a seguir ocorreram em provas de

avaliação. Numa prova global de 10ºano foi colocada a questão:

A

O volume

de substância

na caixa é

50 cm 3

e a caixa cheia

pesa 300 g

B

O volume

de substância

na caixa é

100 cm 3

e a caixa cheia

pesa 300 g

C

O volume

de substância

na caixa é

200 cm 3

e a caixa cheia

pesa 250 g

D

O volume

de substância

na caixa é

50 cm 3

e a caixa cheia

pesa 250 g

E

O volume

de substância

na caixa é

100 cm 3

e a caixa cheia

pesa 300 g

F

O volume

de substância

na caixa

é 200 cm3

e a caixa cheia

pesa 250 g

21

Questão E

Um corpo de massa 0,4 kg está apoiado numa

superfície horizontal. Sobre ele actuam as forças F de

intensidade 8N e a força de atrito A de intensidade 2N.

.....

60 º

F

B C

1.4-Qual a variação de energia cinética sofrida pelo corpo no trajecto referido na alínea

1.21? Justifique devidamente.

Um aluno respondeu (sic):

Não é possível resolver pela fórmula Ec= ½ mv2 porque não temos o volume e não

é possível resolver pela fórmula W = ∆ Ec porque há atrito

Mais uma vez emerge a preocupação em utilizar um algoritmo, sem qualquer

reflexão acerca do mesmo.

Num exame de equivalência à frequência, na disciplina de TLF, bloco I, uma

das questões era:

Questão F

Uma das técnicas de construção civil para aproveitamento

solar é a utilização de paredes de Trombe que consistem no

seguinte. Na fachada (F) de uma casa, é colocada uma

espécie de janela em vidro (V), por trás da qual existe um

parede de betão(P), enegrecida. Por trás dessa parede existe

o compartimento a aquecer. Muitas vezes a parede P tem

duas aberturas, uma superior A, e outra inferior B. Nesta

técnica de construção está patente a atenção dada á

transferência de energia, como calor, por condução,

convecção e radiação

F

A

V P

Compartimento

B

1-Indique, justificando da forma mais completa possível se, numa parede de Trombe,

os três processos de transferência de energia como calor, assumem igual importância

2-Indique, justificando, porque razão as paredes de Trombe são feitas em betão e não

em alumínio

A fim de responder á questão, apresentava-se, no início do teste, a seguinte

informação:

Ao longo da prova poderão ser úteis os dados contidos na tabela anexa

Água Alumínio Betão

capacidade térmica mássica (J kg-1 0C-1) 4186 900 3350

condutibilidade térmica ( W m-1 0C-1) 0,61 237 20

coeficiente de dilatação volumétrica (0C-1) 210 x 10 -6 72 x 10 -6 30 x 10 -6

1 O trajecto correspondia a um deslocamento de 3,0 m de B para C.

22

Na resposta à alínea 1 da questão, um aluno com média de 18, que pretendia

melhoria de nota, a propósito da condução, respondeu (sic):

A água contida na parede é má condutora térmica e o betão de que é feita a

parede também..

A resposta parece evidenciar, mais uma vez, a dificuldade de seleccionar os

dados necessários á resolução do problema.

Situações como as referidas foram por certo vivenciadas já por muitos

professores de Física e Química dos Ensinos Básico e Secundário e a sua explicação

poderá encontrar-se, pelo menos parcialmente, no tipo de questões que

habitualmente se colocam aos alunos. Se analisarmos a maior parte dos exercícios

propostos em manuais, em fichas de trabalho, em fichas de avaliação sumativa ou em

pontos de exame, podemos constatar que genericamente os dados estão lá todos e em

número estritamente necessário. Aos alunos basta encontrar uma ou mais fórmulas

que permitam ligar aqueles dados. Por que não passar a incluir dados em excesso

para que os alunos tenham que seleccionar quais os relevantes para o exercício em

causa? Com esta pequena alteração, o aluno vai desenvolver o seu conhecimento

processual, ao desenvolver a capacidade de seleccionar. E se a questão for colocada

numa aula normal, por que não apresentá-la com falta de dados para que o aluno

possa desenvolver capacidades mais complexas? Vários autores, entre eles Gil Pérez

et al (1988) referem a importância de apresentar aos alunos questões em que há

insuficiência de dados. Outros autores, entre eles Kempa, (1986), citado por Jiménez

(1995), referem também a importância do excesso de dados, considerando pouco

adequadas as questões em que se apresenta aos alunos apenas a informação

essencial para a sua solução. A insuficiência e/ou o excesso de dados obrigarão

necessariamente a uma reflexão qualitativa prévia necessária à resolução das

questões propostas aos alunos.

Um outro aspecto que importa também salientar é que a apresentação de um

exercício que vai sendo desdobrado em muitas alíneas, apresenta porventura mais

desvantagens que vantagens. O aluno resolve cada uma das alíneas, não vendo a

questão global que se lhe coloca. Podemos detectar facilmente o que acaba de ser

referido com o exercício apresentado no início do capítulo anterior.

A propósito do que tem vindo a ser referido, Kulm (1990), admite que os

professores muitas vezes pensam que ensinam resolução de problemas mas o que

ensinam são fundamentalmente exercícios Embora não exista uma fronteira definida

entre exercício e problema (Watts, 1993; Lopes, 1994), há características que estão

essencialmente presentes no problema e não o estão no exercício. O quadro da figura

1, (Gouveia et al, 1995), sintetiza essas características.

23

Figura 1: Características de exercícios e problemas

Exercício Problema

dados explícitos e em número

necessário e suficiente

resolução única

solução única

obstáculo reduzido; questões de

orientação

aluno-sujeito passivo da aprendizagem

pode ser resolvido mediante a

recordação, reprodução ou aplicação

de um algoritmo

dados não explícitos (implícitos na

descrição da situação)

vários caminhos para a resolução

várias soluções possíveis

grande obstáculo

aluno-sujeito activo da

aprendizagem

envolve capacidades cognitivas,

metacognitivas, afectivas e

psicomotoras

A transformação de exercícios em problemas é, a meu ver, uma tarefa aliciante

que recomendo a todos os professores. Vejamos alguns exemplos:

1-A questão B referida no início do capítulo não é mais que um problema

criado a partir do exercício proposto na questão A. Ao introduzir dados em excesso

num exercício estamos a dar um passo para o transformar num problema, criando

condições para que o aluno desenvolva, não só conhecimento conceptual mas também

processual.

2-Vejamos um outro exemplo de transformação de um exercício em problema,

desta vez no âmbito da Química

Questão G

Supõe que tens 44, 0 g de dióxido de carbono. Calcula o nº de moléculas existentes

nessa massa bem como o volume PTN ocupado pela mesma

Questão H

Calcula o nº de moléculas existentes numa botija de gás das utilizadas no laboratório,

bem como o volume de gás que se libertaria da botija se a deixássemos esvaziar

completamente.

Enquanto que a questão G é um exercício (o aluno não necessita de fazer

qualquer análise qualitativa prévia), a questão H é um problema. O aluno terá que

fazer uma análise prévia da situação que o levará a formular questões tais como:

Qual é o gás?

Qual a massa de gás contida na botija?

24

A resposta poderá ser dada a partir de um excerto de um folheto da Galp

(Figura 2), que o aluno terá que analisar a fim de seleccionar a informação relevante.

Em geral o aluno, de início, selecciona também informação não relevante como sejam

as dimensões da botija, a partir das quais pretende calcular o volume de gás. A

discussão que se deve criar à volta deste problema deverá levar a que o aluno

reconheça posteriormente o desconhecimento de alguns dados (por ex. as condições

de pressão e temperatura no laboratório) e a irrelevância de outros, bem como a razão

de ser dessa irrelevância.

25

Figura 2- Excerto de um folheto informativo

(Incluir Figura 2)

26

3-Vejamos ainda um outro exemplo de transformação de exercício (questão I)

em problema (questão J)2

Questão I

Um Porsche 911 Turbo atinge a velocidade de 100 km/h, a partir do repouso, em 4,9 s.

Supõe que o movimento é rectilíneo e calcula, para o intervalo de tempo referido:

1-a aceleração média

2-o espaço percorrido, supondo a aceleração constante

Questão J

Um condutor, que mora a 150 m de uma via rápida, sai de casa no seu SEAT AROSA

1.0 e ao entrar na via rápida é autuado por conduzir a uma velocidade superior à

permitida na referida via. Em tribunal é ilibado, tendo os argumentos da defesa incidido

fundamentalmente em características do carro. Quais terão sido os argumentos da

defesa?

Características do SEAT AROSA 1.0

Peso: 864 kg

Dimensões:

comprimento-3,536 m; largura- 1,460 m; altura-2,323 m

velocidade máxima : 150 km/h

Aceleração (0-100 km/h): 16,9 s

Consumo(litros aos 100 km) : estrada (100-110 km/h)- 4,5;

Auto-estrada(120-130 km/h)-6,3; cidade – 5,8

Condições de ensaio: auto-estrada e estrada com trânsito médio. Cidade com trânsito.

Piso seco, vento moderado. Duas pessoas a bordo

(adaptado da Revista ACP, nº12, Dezembro de 1997, pp31)

As duas questões envolvem fundamentalmente os mesmos conceitos, mas a

questão J, para além de estar contextualizada, permite desenvolver uma série de

capacidades tais como:

seleccionar informação relevante

analisar criticamente a informação (por exemplo interpretar a informação

relativa à aceleração e identificar a falta de informação quanto à velocidade

máxima permitida numa via rápida)

2 Estas questões foram já discutidas em sessões de formação (Relatório Final da Acção PII-482, Programa

Ciência Viva, Departamento de Didáctica e Tecnologia Educativa, Universidade de Aveiro, Set. 99)

27

analisar cuidadosamente os resultados à luz das hipóteses e dos casos

limite

4- Ainda uma outra situação, em que se comparam as questões L e M.

Questão L

Introduziu-se uma resistência de aquecimento de potência 300 W num recipiente com

300 g de água. Calcula a elevação de temperatura da água sabendo que a resistência

esteve ligada durante 6 min.

Questão M

Uma resistência de aquecimento de potência 300 W esteve ligada durante 6 min numa

cafeteira com 300 g de água. Será que a água ferveu?

Na primeira questão o aluno limita-se a aplicar fórmulas e obtém o resultado

86 ºC para a variação de temperatura. Esta resposta é absurda por duas razões:

o aluno admitiu que toda a energia foi transferida para a água, o que é absurdo

com uma cafeteira;

por outro lado o aluno não sabe qual era a temperatura inicial da água; se

eventualmente fosse, por exemplo 20 ºC, e tendo o aluno admitido que toda a

energia foi transferida para a água, a energia fornecida teria sido suficiente

para que a água entrasse em ebulição, pelo que a variação de temperatura não

seria a calculada.

A segunda questão obriga o aluno a reflectir pelo menos sobre este segundo

aspecto, mas se o aluno for habituado a raciocinar sobre problemas reais, irá

responder que não tem dados suficientes pois desconhece que fracção de energia foi

efectivamente utilizada no aquecimento da água.

É óbvio que toda esta análise podia ser feita relativamente à questão L e nessa

altura não teria sido um exercício mas, na realidade, exercícios como o proposto na

questão L são colocados muitas vezes, sem a preocupação de que o resultado seja

viável numa situação real, pretendendo-se apenas como resposta o equivalente aos

ditos 86 ºC.

De tudo o que foi referido emerge um aspecto muito importante; é preciso adoptar

uma prática pedagógico-didáctica que leve os alunos a começar por um estudo

qualitativo da situação. A situação que a seguir se descreve evidencia, mais uma vez,

a falta de análise qualitativa prévia. A questão (adaptada a partir de outra

apresentada por Gil et al (1992) é a seguinte:

28

Questão N

Um móvel desloca-se segundo uma trajectória rectilínea, de acordo com a equação

s = 25 + 40t – 5 t2 . Se se deslocar durante 6s poderá atingir um obstáculo colocado na

trajectória a 100m da origem ?

Muitos alunos responderão que não, precisamente por falta da referida análise

qualitativa prévia.

A importância no sucesso dos alunos, destes aspectos que têm vindo a ser

referidos, é revelada por vários estudos, um deles realizado também por Gil Pérez et al,

(1988), com alunos pertencentes a dois grupos. Um dos grupos (chamemos-lhe I)

incluía alunos que tinham sido submetidos a estratégias privilegiando a resolução de

problemas e o outro grupo (II) incluía alunos submetidos a estratégias privilegiando a

resolução de exercícios. A todos os alunos foi proposta a resolução de exercícios

idênticos aos habitualmente propostos nos manuais. Os alunos do grupo I obtiveram

melhores resultados que os do grupo II. Os alunos deste grupo II revelaram não fazer

uma análise qualitativa prévia cuidada pois foram os que primeiro começaram a

utilizar as fórmulas tal como utilizaram imediatamente os dados sem reflexão sobre a

sua pertinência.

O que anteriormente foi referido não significa que não se proponha aos alunos

a resolução de exercícios. O que se pretende é sensibilizar para a necessidade de dar

menos ênfase à resolução de exercícios e enfatizar a resolução de problemas.

29

30

À luz da perspectiva construtivista, vigente no ensino- aprendizagem das

Ciências, aprender pressupõe um processo de construção do conhecimento por parte

dos alunos que devem desempenhar um papel activo na sua aprendizagem. O

conhecimento informal do aluno sobre o mundo que o rodeia, vai condicionar de

forma decisiva as novas aprendizagens, pelo que no ensino das Ciências, é

fundamental ter em conta as ideias e as explicações sobre os fenómenos naturais que os

alunos trazem para a escola e que, muitas vezes, não são capazes de explicitar (Martins

e Veiga, 1999, pp 26). Estas concepções, vulgarmente designadas por concepções

alternativas (CA)3, têm constituído uma das principais (senão a principal) linha de

investigação em didáctica das ciências nos últimos anos. Felizmente para nós,

professores de Física, existem inúmeros estudos sobre CA dos alunos, nomeadamente

em relação aos conteúdos que leccionamos. Alguns desses estudos têm sido feitos em

Portugal. Citam-se, entre outros, Vasconcelos (1985), Caldeira et al (1991), Neto et al

(1991), Veiga (1991).

Concepções alternativas dos alunos são frequentemente encontradas nas

práticas lectivas. Vejamos algumas ainda no âmbito da Física:

F1-Perante uma mesa com pés metálicos e tampo de madeira, os alunos, muito

provavelmente, dirão que o tampo está a uma temperatura superior, porque os

metais são mais frios que a madeira.

3 Existem outras terminologias, por exemplo, ideias prévias, versões privadas, pre-concepções.

(...) Eu queria agradecer-te , Galileo,

a inteligência das coisas que me deste.

Eu, e quantos milhões de homens como eu

a quem tu esclareceste,

ia jurar- que disparate, Galileo!-

-e jurava a pés juntos, e apostava a cabeça

sem a menor hesitação-

que os corpos caem tanto mais depressa

quanto mais pesados são.(...)

In, “Poema para Galileo”, Poesias Completas de António

Gedeão, 1968, Portugália Editora, Lisboa

4-Por que razão os alunos opõem resistência à mudança de

concepções ?

31

F2-Perante um circuito não ramificado, os alunos consideram, genericamente,

que a intensidade de corrente vai diminuindo ao longo do circuito

F3-Genericamente os alunos consideram que, num corpo que foi lançado

verticalmente no ar, actua durante a subida uma força vertical ascendente.

F4-Muitos alunos consideram que perante dois corpos idênticos, um negro e

um branco, colocados num ambiente aquecido, o negro aumentará mais

rapidamente a temperatura, mas consideram também que a temperatura desse

corpo irá, em seguida, baixar mais lentamente.

F5-Perante a questão “ Se para um pic-nic quiséssemos levar uma taça com um

gelado, seria boa ideia embrulhá-la num cobertor? ” a esmagadora maioria dos

alunos responderá “Não pois o cobertor aquece”4

F6-Perante uma lente plano convexa (por exemplo) os alunos consideram,

frequentemente, que a imagem obtida será diferente se voltarmos para o

objecto a face curva ou a face plana.

F7-Se apresentarmos aos alunos dois cubos maciços, de igual volume, um de

chumbo e outro de alumínio, muitos consideram que, colocados num

recipiente com água, o primeiro deslocará um maior volume desta.

Também no âmbito da Química têm sido identificadas inúmeras CA. Em

Portugal existem vários estudos, entre os quais Cachapuz et Ribeiro (1986), Pereira

(1990), Martins (1988), Martins (1993).

Na nossa prática pedagógico-didáctica tivemos, por certo, oportunidade de

“encontrar” algumas dessas concepções. Vejamos alguns exemplos:

Q1- Para explicar a dissolução de uma substância os alunos mais jovens

dizem, por vezes, que derreteu.

Q2- Quando numa reacção se liberta um gás surgem por vezes descrições tais

como: está a “efervescer”, está a ferver, está a formar-se ar, está a sair fumo.

Q3- Mesmo no curso complementar aparecem alunos que consideram que a

água é uma mistura “porque tem oxigénio e hidrogénio”.

Q4- Muitos alunos consideram que a combustão (por exemplo da lenha na

lareira) é uma reacção endotérmica porque “é preciso fornecer energia para

arder”.

O episódio que passo a referir passou-se há uns anos, dava eu uma aula sobre

a conservação da massa a alunos de 8º ano. Foi-lhes apresentado um sistema

constituído por um matraz fechado, contendo no seu interior aparas de zinco (no

fundo) e um tubo de ensaio pequeno com ácido clorídrico, e foram-lhes pedidas

previsões sobre o que aconteceria à massa do sistema se a dada altura se inclinasse o

matraz, de modo a que o ácido e o zinco reagissem. Os alunos sabiam que na reacção

4 Esta mesma resposta já me tem sido dada por professores estagiários, no início do seu estágio

32

se formava um gás e a maior parte previu que a massa diminuiria, com o fundamento

de que se formava um gás e os gases são “leves”. A dada altura, encontrava-me eu

junto de um grupo observando os alunos na realização da experiência, quando ouço,

vinda de outro grupo, a seguinte conversa:

Aluno X- Agora pesa o mesmo.

Aluno Y- Regista menos; a professora não viu.

Este episódio ilustra bem quão poderosas podem ser as concepções

alternativas, o que é facilmente comprovado em muitas situações. Quantos adultos,

eventualmente licenciados, não responderão a F1 tal qual respondem os nossos

alunos? E porquê? Uma das razões reside em que muitas CA representam explicações

satisfatórias para o que se observa. Assim, a concepção subjacente a F1 parece

explicar a diferente sensação que temos ao tocar no tampo ou nos pés da mesa.

Também F2 parece explicar o termos que pagar a factura à EDP todos os meses. É por

isso que o professor deve estar consciente das concepções alternativas dos alunos a

fim de poder provocar conflitos cognitivos que ajudem os alunos a pô-las em causa.

Ainda relativamente a F1 e à explicação dos alunos, podemos questioná-los. E se a

mesa estivesse ao Sol num dia quente de Verão ? De seguida devemos propor-lhes que

meçam a temperatura do tampo e dos pés da mesa. Relativamente a F2, devemos

propor-lhes que meçam a intensidade da corrente em diferentes pontos do circuito.

Mas voltaremos ainda a estes aspectos, em capítulos posteriores.

33

34

A recomendação mais frequentemente feita para a reforma do ensino das

ciências exige que os conceitos e os processos de raciocínio tecnológico sejam

integrados no curriculum por se reconhecer que certos aspectos da tecnologia são a

melhor forma de preencher a lacuna entre a ciência e a sociedade e de ligar a ciência

com os aspectos da vida quotidiana (Hurd, 1987). Uma tal perspectiva de abordagem

curricular, relacionando Ciência-Tecnologia-Sociedade é conhecida habitualmente pela

perspectiva CTS. Nesta perspectiva assume particular importância a contextualização.

Se os conceitos forem apresentados de uma forma descontextualizada, dificilmente se

tornarão significativos para os alunos.

É habitual, a este propósito, ouvir os professores referirem que usam sempre

exemplos reais nas suas aulas. Mas será que o fazem da melhor maneira? Yager e

McCormack, citados por Yager (1992), pp5, considerando cinco domínios de

importância para o ensino das ciências (figura 3) referem que, numa perspectiva CTS,

dever-se-á começar pelo domínio das aplicações/conexões, para chegar ao domínio

dos conceitos, contrariamente à prática mais corrente em que se parte do domínio

dos conceitos para chegar ao das aplicações/conexões. Por outras palavras, o ensino

das Ciências deve privilegiar a resposta a situações - problema, em vez de privilegiar

a apresentação de exemplos de aplicação. No entanto, é esta última concepção que

emerge na maior parte das práticas lectivas e dos manuais - apresentam-se os

conceitos e no fim algumas aplicações. A perspectiva CTS para o ensino das Ciências

implica que os conhecimentos possam ser desenvolvidos a partir de contextos de

relevância social, de modo a que os alunos reconheçam utilidade na aprendizagem.

Esta nova perspectiva do ensino–aprendizagem das Ciências implica,

necessariamente, mudança de concepções por parte dos professores.

Niels Armstrong pôs os pés na Lua

e a Humanidade inteira saudou nele

o Homem Novo

No calendário da História sublinhou-se

com espesso traço o memorável feito(....)

In “Poema do Homem Novo”, Novos Poemas Póstumos de António Gedeão, 1ª edição, 1990, Edições João Sá da Costa,, Lisboa

5-Porque se fala hoje tanto na importância da

contextualização?

35

Figura 3: Domínios CTS para ensino e avaliação

Mundo da sociedade

Aplicações

Criatividade

Conceitos

Processos

Atitudes

Conexões

Mundo dos alunos

Para Gil Pérez (1993), as estratégias de mudança conceptual mais coerentes

com a orientação construtivista e com as características do raciocínio científico são as

que colocam a aprendizagem como o tratamento de situações problemáticas abertas

que os alunos considerem de interesse. Tais estratégias, facilitam a exploração das

interacções CTS.

Há vários estudos que podem ajudar os professores a delinear estratégias

numa perspectiva CTS.

Cachapuz et al (1989), por exemplo, descrevem uma estratégia de ensino do

conceito de reacção química, a partir de um problema ambiental. As situações que se

36

seguem relatam a utilização de situações problemáticas para o ensino de outros

conceitos5.

1- Na disciplina de TLF, bloco I, na unidade Calor, logo na primeira aula, os

alunos começam por ver um vídeo sobre a CTO (casa termicamente optimizada) do

Porto onde é enfatizada a utilização da tijoleira no piso inferior da casa. Os alunos são

levados a formular questões e entre elas deve-se fazer emergir a questão “ Não seria

melhor usar cortiça?”. A partir daqui é muito provável que vá emergir a concepção

alternativa subjacente a F1(capítulo 4). Os alunos deverão verificar experimentalmente

que um pedaço de cortiça e um de tijoleira, colocados na sala de aula, estão á mesma

temperatura , o que deve fazer emergir outra questão: “Então por que nos parece mais

fria a tijoleira?”. Será então proposta aos alunos uma actividade experimental que

consiste no seguinte:

Será aquecida uma placa metálica e sobre ela serão colocadas duas

placas de iguais dimensões, uma de cortiça e outra de tijoleira. Os

alunos irão medindo regularmente a temperatura em cada uma das

placas (de metal, de cortiça e de tijoleira) e posteriormente construirão

um gráfico com os dados recolhidos.

A interpretação do gráfico proporcionará a exploração de conceitos tais como

condutibilidade térmica, equilíbrio térmico, calor. Os alunos poderão verificar que a

cortiça é pior condutora térmica que a tijoleira mas continuam sem saber explicar

por que razão na CTO esta foi colocada. Será então proposta uma nova actividade em

que os alunos vão verificar que um pedaço de tijoleira pode armazenar energia que

posteriormente pode ceder. Na interpretação dos resultados da actividade serão

discutidos os conceitos de capacidade térmica e capacidade térmica mássica. Perante

tabelas contendo capacidades térmicas mássicas, condutibilidades térmicas e

densidades de vários materiais, entre eles a tijoleira e a cortiça, os alunos deverão

conseguir responder à questão inicialmente levantada.

A partir de questões formuladas com base ainda no vídeo sobre a CTO,

anteriormente referido, ou numa visita à mesma, é possível fazer com que os alunos

levantem questões que permitirão tratar ainda todos os conceitos previstos na

unidade, ao mesmo tempo que se estimula o desenvolvimento dos conhecimentos

processual e atitudinal.

2- Um outro exemplo, este no âmbito da Química. Em 1994/1995 foi-me

atribuída uma turma de 8ºano, por sinal bastante difícil, com muitos alunos

desinteressados e indisciplinados. Passei todo o primeiro período a criar um ambiente

favorável ao trabalho. Começámos o programa pela Física pelo que só em fins do 2º

período entrámos na Química. Comecei o seu estudo levando para a aula uma notícia

5 A autora tem utilizado algumas destas estratégias e acompanhado a utilização de outras, por exemplo, por professores estagiários

37

assustadora sobre a poluição do rio Trancão. Os alunos interessaram-se por saber se

a situação do Douro seria semelhante. Fizemos então várias actividades,

nomeadamente: recolha de amostras de água do Douro, visita à Estação Elevatória de

Lever, onde é captada a água que abastece o Porto, visita aos laboratórios de

Física/Química e de Microbiologia dos SMAS (serviços municipalizados de águas e

saneamento). Recolhidas as amostras de água foram sendo pedidas aos alunos

sugestões de como, por exemplo, se poderia saber se tinha materiais dissolvidos.

Foram então surgindo os processos físicos de separação. Posteriormente quando das

visitas de estudo, particularmente aos laboratórios do SMAS, os alunos puderam ver

que alguns dos processos eram aí utilizados. Ainda na visita aos SMAS foi fornecida

uma tabela com referência aos iões pesquisados na água e às concentrações

admissíveis. Os alunos quiseram saber o que significava toda aquela simbologia (Cl-,

Na+, mg/L, etc). Novamente os conceitos foram explorados a partir de questões

formuladas pelos alunos. Estudaram-se depois outras águas, através de rótulos de

garrafas. Foram assim sendo consolidados alguns conceitos, ao mesmo tempo que

surgiam novas questões, uma delas a partir da referência ao pH, nos referidos

rótulos. Foram sendo construídos novos conceitos, ao mesmo tempo que se foi

desenvolvendo todo um conhecimento processual e atitudinal. Relativamente a este

último é interessante referir que na visita ao SMAS, a técnica que a orientou elogiou os

alunos, considerando-os muito interessados. Este aspecto é tanto mais curioso

quanto, como disse atrás, se tratava de alunos de uma turma considerada difícil.

Ainda sobre a importância dos contextos, Porrúa e Pérez-Froiz (1993), citados

por Martins e Veiga (1999), pp22, consideram que a Ciência não se produz fora do

contexto social; a sociedade influencia a Ciência e vice-versa; a Ciência é uma

construção social e está vinculada a um determinado contexto histórico, em que existe

uma relação dialéctica entre Ciência, Tecnologia e Sociedade. A propósito dos contextos

históricos, Sequeira e Leite (1988), referem que a história da Ciência pode contribuir

para melhorar o ensino das Ciências. Pessoalmente considero extraordinariamente

formativo que os nossos alunos compreendam que todo o conhecimento de que hoje

dispomos é fruto de muita investigação e trabalho árduo ao longo dos tempos. Creio

que este aspecto não é muito realçado. Talvez por isso, já me tenha acontecido por

mais que uma vez, e até com alunos considerados bons, que ao realizarem uma

actividade experimental e ao confrontaram os resultados com aqueles que seriam de

esperar tendo em conta o referente teórico em que se apoiavam, refiram no relatório:

“Aqui a lei não se verifica”. Creio, aliás, que pedir aos alunos para verificar uma lei,

não é uma proposta razoável e poderá induzir respostas como a que foi referida.

Considero mais razoável pedir aos alunos que verifiquem se os dados obtidos estão em

38

coerência com a lei e pedir-lhes que proponham explicações para a incoerência, caso

esta se verifique.

O que acabo de referir não significa que se deva dar aos alunos a ideia de que

as teorias científicas são infalíveis. Bem pelo contrário, é importante enfatizar que o

erro é inerente à própria ciência, mas a refutação de uma lei não pode ser feita só

porque, numa dada actividade, os resultados parecem não estar em concordância com

essa lei.

39

40

A resposta à questão colocada no início deste capítulo não é linear. Cachapuz

(1989), a este propósito, propõe uma reflexão que passa pela(s) resposta(s) a três

questões:

i- o que pretendo eu com uma dada experiência?

ii- que formato de trabalho experimental é o mais adequado?

iii- não haverá outros métodos mais vantajosos para atingir esses

mesmos objectivos?

Por sua vez Garret (1995) considera que a maioria das actividades que

propomos nas nossas classes de ciências tem pouco a ver com os problemas que

encontramos na vida diária pelo que, pelo menos à primeira vista , é difícil ver como

poderá ajudar os nossos alunos nas suas actividades quotidianas aquilo que lhes

pedimos nas classes de ciências ou numa actividade de laboratório. Nesta linha,

Hodson (1994) considera que é necessário reconceptualizar o Trabalho Experimental

e que isso implica uma redefinição e reorientação do conceito de trabalho prático6 e

uma melhor adaptação da actividade aos seguintes objectivos:

aprendizagem da ciência - aquisição e desenvolvimento de conhecimentos

teóricos e conceptuais;

aprendizagem sobre a natureza da ciência - desenvolvimento de um

conhecimento da natureza e dos métodos da ciência e consciencialização

das interacções entre ciência e sociedade;

prática da ciência - desenvolvimento de conhecimentos técnicos sobre a

investigação científica e a Resolução de Problemas.

6 As designações trabalho de laboratório, trabalho prático e trabalho experimental são por vezes identificadas; no entanto, alguns autores dão, nomeadamente ao trabalho prático, uma significação mais lata, podendo o mesmo abranger outras actividades para além do trabalho experimental

Transcendente (que transcende) ?

Sobre-humano (além do humano.) ?

Oh feliz de quem entende,

De quem busca e surpreende

Os pontos, a recta e o plano !(...)

In “ Sou assim”, Poesias Completas de António Gedeão, 1968,

Portugália Editora, Lisboa

6- Qual a importância das actividades experimentais nas

aulas de Física/Química?

41

O referido autor considera que os professores usam frequentemente o

Trabalho Experimental de forma irreflectida sobreutilizando-o7 e infrautilizando-o,

dado que grande parte das actividades por eles desenvolvidas são mal concebidas e

carecem de valor educativo real. Hodson considera que a actividade praticada deste

modo resultará improdutiva e o Trabalho Experimental inútil, do ponto de vista

pedagógico-didáctico; daí a necessidade de reconceptualizar o Trabalho Experimental.

Cachapuz (1995) considera ainda que a riqueza educativa do ensino

experimental das Ciências não é compatível com protocolos experimentais

estereotipados pelo que sugere algumas “pistas” para a implementação do Trabalho

Experimental coerente com a perspectiva de trabalho científico nomeadamente o uso

de situações problemáticas com diferentes graus de abertura, integrando percursos

de pesquisa.

Também Martins e Veiga (1999) se referem à necessidade de planificar as

actividades experimentais a partir do tratamento de situações problemáticas abertas,

susceptíveis de mobilizarem os alunos para o desenvolvimento de um plano

experimental coerente e não indicado pelo professor (pp 40).

Garcia Barros et al (1995), consideram que a educação científica não deve

limitar-se a introduzir leis e teorias mas deve também aproximar os alunos do

trabalho científico, entendido este não apenas como actividades práticas tradicionais,

assimiladas geralmente ao trabalho de laboratório. Citando Driver, 1989, Hodson,

1992, Tobin, 1990 e Woolnough, 1991, Garcia Barros et al (1995) referem que

actualmente a investigação especializada propõe uma alteração ao tratamento do

trabalho prático que o torne mais coerente com a própria epistemologia da ciência e

com a visão construtivista da aprendizagem.

Esta concepção de Trabalho Experimental que tem vindo a ser apresentada

insere-se no âmbito da Resolução de Problemas. Mas nem todo o Trabalho

Experimental constitui actividade de Resolução de Problemas. Entre outros autores,

Vinas et Lozano (1994) referem-se a outros formatos de Trabalho Experimental que

designam por:

experiências (experiências qualitativas, breves e directas, cuja finalidade é

proporcionar conhecimento tácito de fenómenos a fim de possibilitar a

posterior compreensão de conceitos abstractos, ou ainda ilustrar conceitos

teóricos já introduzidos para os tornar significativos);

experiências ilustrativas8 (actividades mais complexas e menos directas

que as experiências, que podem ser qualitativas ou quantitativas e

requerem controle de variáveis).

7 A referência à sobreutilização surge tendo em conta muitos países, como por exemplo Inglaterra, em que se utiliza muito o trabalho experimental 8 Os autores designam-nas por “experimentos ilustrativos”

42

Quer as experiências quer as experiências ilustrativas podem constituir

demonstrações feitas pelo professor e em qualquer das circunstâncias estas

actividades podem desempenhar um papel importante para a construção dos

conceitos mas, para que tal aconteça, há que estimular os alunos mediante

perguntas adequadas para fazer emergir as suas concepções a fim de as explorar,

desenvolver e modificar. Isso implica, por um lado a exploração do aspecto qualitativo,

muitas vezes subestimado e, por outro, uma adequação das actividades, onde

importa dar ênfase à previsão-observação-explicação. Gunstone et al (1988), citados

por Hodson (1994) e Gunstone (1991), citado por Viñas e Lozano (1994), dão muita

importância a estas tarefas de previsão-observação-explicação- tarefas de Gunstone-

que para além do desenvolvimento do conhecimento processual, poderão favorecer a

criação de conflitos cognitivos e contribuir para uma mudança conceptual.

Do que foi referido ressalta que o TE deve ser pensado mais em qualidade do

que em quantidade. A este propósito, Hodson (1994) refere que grande parte do TE

convencional contribui para distrair os alunos dos conceitos importantes, podendo

dificultar a aquisição e o desenvolvimento dos conceitos. Daí que o autor proponha

“menos prática e mais reflexão” (pp306).

É pois importante que a selecção de actividades experimentais tenha em conta

alguns critérios, nomeadamente:

que não criem “ruído” (o que acontece muitas vezes com experiências muito

sofisticadas, de difícil montagem ou acompanhadas de um protocolo que

não foi precedido de reflexão por parte dos alunos)

que permitam o desenvolvimento dos conhecimentos conceptual,

processual e atitudinal.

Tendo em conta o que acaba de ser referido, vão ser apresentadas algumas

actividades experimentais, cujo mérito residirá essencialmente na reflexão que

podem proporcionar.

Actividade 1

Esta actividade, proposta a alunos de 10ºano inclui-se ( constitui a ficha 6)

num dos momentos da planificação para a unidade 29 a apresentar

pormenorizadamente no capítulo 8.

De actividades devem ter sido propostas aos alunos anteriormente, deverá

surgir a necessidade de explorar um pouco mais a relação entre as grandezas I e V.

Serão fornecidas aos alunos, para análise, tabelas e/ou gráficos com dados sobre a

9 Unidade 2- Transferência e conversão de energia num circuito eléctrico percorrido por uma corrente em regime estacionário”

43

variação I = I(V) para condutores óhmicos e não óhmicos. De seguida ser-lhes-á

proposta uma questão, para resolverem através de uma actividade experimental.

A “resistência que te é fornecida será um condutor óhmico?

1-Planeia uma experiência que permita responder à questão levantada; discute o

planeamento com os colegas e com a professora

2-Executa a experiência planeada, solicitando o material de que necessites

3- Mede, com um ohmímetro a resistência da “resistência” de carvão

4-Usa, para a resistência que te é fornecida, a informação contida no teu livro

sobre o código de cores

5- Propõe uma resposta para a questão levantada no início

Actividade 2

Esta actividade, posterior à actividade 1, destina-se também a alunos de 10º

ano e inclui-se ainda num dos momentos da mesma planificação 2 ( constitui a ficha

7), a apresentar no capítulo 8.

Começa por ler as informações contidas no casquilho da lâmpada que te é

fornecida? Qual será o significado dessas informações?

Debate com os teus colegas antes de se proceder a um debate alargado na

turma.

Supõe agora que realizavas a seguinte experiência:

1-Calcular, por via experimental, a resistência da lâmpada fornecida tendo em

conta a relação R = V/I

2-Medir a resistência da lâmpada com um ohmímetro.

3-Calcular a resistência da lâmpada tendo em conta as indicações do fabricante

4-Comparar os valores obtidos em 1,2,3

Prevê os resultados que deves obter, fundamentando

Realiza experiência e confronta os resultados com as previsões

Formula questões que te tenham surgido pós a realização desta actividade

Nestas duas actividades emergem conceitos referidos ao longo deste livro;

assim na 1ª actividade é proposta uma actividade investigativa, enquanto que na 2ª

actividade se utiliza a sequência “Prever- observar- explicar”.

O confronto dos resultados destas actividades tem-se mostrado estimulante

para os alunos, pois enquanto que na actividade 1 os valores obtidos são

razoavelmente concordantes, na actividade 2 o valor obtido com o ohmímetro é muito

44

inferior aos outros dois. Isto levará os alunos a formular questões cuja exploração (a

fazer no capítulo 8), é potencialmente muito rica quer do ponto de vista conceptual,

quer processual e atitudinal.

Actividade 3

Esta actividade pode ser proposta a alunos de 9º ano no âmbito do estudo da

unidade “Produção e Consumo de Energia”. O professor poderá levar para a aula uma

cafeteira eléctrica das que têm revestimento metálico. Com os alunos deverá começar

por levantar questões

Como é aquecida a água ?

Por que razão a resistência está no fundo?

Por que razão a asa não é em metal?

Por que razão é polida a cafeteira?

O que acontece à energia “fornecida” pela resistência eléctrica ?

Como podemos calcular essa energia?

Como podemos calcular a energia transferida para a água?

Depois de um debate seguido de exposição por parte do professor, será

proposta a seguinte actividade experimental:

Dispões de um vaso metálico, um cronómetro, uma resistência de aquecimento

de potência 300 W e um termómetro.

1ª Parte

1-Planeia uma experiência que permita calcular a energia transformada na

resistência, que não foi aproveitada para o aquecimento da água. Discute o

planeamento com os colegas e com a professora

2-Executa a experiência planeada

3- Interpreta os resultados obtidos

2ª Parte

Como poderias proceder de modo a aumentar a fracção de energia aproveitada

para o aquecimento da água?

3ª Parte10

Após o debate que se seguiu à questão colocada na 2ª parte:

1-Realiza novamente a experiência planeada na 1ª parte, mas usando desta vez

um calorímetro.

2-Comenta os resultados obtidos ao longo de toda a actividade.

3-Indica sugestões que poderiam ser dadas aos construtores de cafeteiras

eléctricas, para aumentarem a “eficácia” das mesmas.

10 A actividade proposta nesta 3ª parte só será apresentada aos alunos, após a conclusão da 1ªe da 2ª parte

45

Esta actividade muito simples, enquadrada numa perspectiva CTS, permite

desenvolver uma série de conceitos (convexão, condução, radiação, potência, energia,

calor, temperatura, conservação e degradação de energia) e uma série de capacidades

e atitudes numa perspectiva de educação para a cidadania.

Actividade 4

A experiência que descrevo a seguir é, em meu entender, uma experiência

interessante, numa perspectiva CTS, a propor no 10 º ano, na unidade 2, e que

poderá ajudar os alunos a consolidar os conceitos de potência eléctrica e potência

térmica. É realizada com uma “resistência” de aquecimento, daquelas que muitas

vezes usamos em casa para aquecer água, e que têm indicadas a potência e a tensão a

que funciona

Observa a resistência de aquecimento que te é fornecida

1-Identifica características da mesma

2-Planeia uma experiência que te permita verificar se a respectiva potência

motora é a indicada pelo fabricante

3-Planeia ainda uma experiência que te permita calcular a sua potência térmica.

4-Prevê, fundamentando, se deve existir alguma relação entre os valores da

potência obtidos em 2 e 3

5-Observa a experiência a realizar pela professora ; recolhe, organiza e trata os

dados

Esta experiência não deve ser realizada pelos alunos porque o circuito inclui

uma tomada e, se não houver cuidado, os terminais da ficha da resistência de

aquecimento, podem ficar “ a descoberto”. Os alunos devem propor a medição de V e I

para medir a potência motora. Se na escola houver um wattímetro, a medição de P= VI

será feita directamente no aparelho e nesse caso será interessante que os alunos

reflictam nas ligações a fazer para o intercalar no circuito. Caso não haja wattímetro,

será montado, sempre em interacção com os alunos, um circuito de modo a poder

medir V e I. Dado que não estão habituados a intercalar num circuito, dispositivos

como o proposto, os alunos têm evidenciado alguma dificuldade em fazer sugestões,

pelo que se requer uma grande interacção com eles. Curiosamente emerge, por vezes,

a concepção errónea de que dentro do cabo da resistência de aquecimento existe um

só fio. Os alunos devem também propor a medição de R com um ohmímetro para

calcular P = RI2, tal como devem fazer previsões relativamente à relação entre os

valores das duas potências. Acontece que geralmente o valor obtido para a potência

térmica é ligeiramente diferente do obtido para a potência eléctrica, o que levará a um

debate muito interessante com os alunos, que deverão propor razões para a

discrepância observada.

46

Actividade 5

Ainda numa perspectiva CTS, a actividade que aqui se descreve, poderá ser

utilizada no 8º ano, na unidade “Nós e o mundo material”, para introduzir e/ou

aplicar conceitos.

Apresentar-se-ão vários rótulos de embalagens de leite e pedir-se-á aos alunos

que formulem questões.

(Incluir figura)

Algumas das questões que importa fazer emergir são:

Porque razão são diferentes as informações contidas nos diferentes rótulos?

Será que a soma das massas dos constituintes referidos em cada rótulo,

pode corresponder à massa de leite contido na respectiva embalagem?

Colocadas estas questões deve surgir outra:

Que outros constituintes terá então o leite?

47

A primeira questão permite explorar (introduzir ou revisitar) os conceitos de

substância, mistura, solução, soluto, solvente, concentração em massa. A segunda e

a terceira questões permitirão explorar, para além dos conceitos anteriormente

referidos, processos físicos de separação, particularmente a destilação. A terceira

questão e o debate que se lhe deve seguir, deverão conduzir às actividades

experimentais A51 e A52, seguintes:

A51 Planeia uma experiência que permita calcular a massa de água contida num dos

pacotes de leite a que se referem os rótulos.

Realiza a actividade planeada após discussão no grupo e com a professora

Confronta os resultados obtidos pelo teu grupo , com os obtidos pelos colegas 11

A52 Planeia uma experiência que te permita verificar que o leite contem água.

Realiza a actividade planeada após discussão no grupo e com a professora.

Confronta os resultados obtidos pelo teu grupo , com os obtidos pelos colegas

Estas actividades, para além de contribuírem para a construção/reconstrução

de conceitos, deverão levar ao desenvolvimento de conhecimento processual. Assim,

para além de planear experiências os alunos deverão interpretar informação, formular

questões ( por ex: Poderemos considerar que no leite apenas existem a água e os

constituintes referidos nos rótulos ?), propor explicações, medir, executar, analisar

resultados.

Relativamente a A51, espera-se que os alunos planeiem a medição da massa da

embalagem cheia e vazia ( para isso o professor deverá levar embalagens já vazias dos

respectivos “leites” para além de uma embalagem cheia de cada um).

Relativamente a A52, o professor deverá ir colocando questões aos alunos, que

os ajudarão a fazer o planeamento. Algumas dessas questões poderão ser: Como

explicar que no testo de uma panela, por exemplo com sopa, se formem gotículas

líquidas transparentes? Em alguns países a água doce é obtida a partir da água do

mar; como se poderá proceder?

Concluída toda a actividade poderão ainda consolidar-se os conceitos de

densidade, ponto de ebulição, substância e mistura, explorando questões tais como:

Terá sentido falar genericamente em densidade do leite? Porque razão os outros

constituintes do leite, para além da água, não “apareceram” no destilado?

Actividade 6

Grande parte das escolas têm hoje marcadores electromagnéticos,

fundamentalmente para estudo de movimentos e transformações de energia

11 Cada grupo deverá fazer o estudo de um dos “leites” em causa

48

mecânica. Mais importante que a utilização do equipamento (que obviamente tem que

ser utilizado pelo menos uma vez pelos alunos para perceberem como se obtêm as

fitas marcadas), é a interpretação das fitas, pelo que se os alunos já tiverem usado o

equipamento, o professor pode realizar previamente as experiências, fotocopiar as

fitas obtidas e propor aos alunos a sua interpretação. É precisamente isso que se

descreve nesta actividade

Nesta actividade vais reflectir sobre uma experiência realizada com uma

montagem que já utilizaste em experiências anteriores

6V ~

e

M h B

a b calha

F B

F-fita M-marcador h- haste e-elástico B-bases de suportes

1ª Parte

Supõe que realizavas a seguinte experiência

1-Utilizando a montagem, segurar com fita cola, no carrinho, cerca de 70 cm de fita com a

face mais clara voltada para cima;

2-Fazer passar a fita entre a e b , no marcador;

3-Fazer na calha uma marca que identifique a posição inicial do elástico;

4-Colocar o carrinho encostado ao parafuso e fazer passar pela haste, h, o elástico

(marcar na calha a posição do ponto do elástico mais afastado das bases B). Segurar o

carrinho para evitar que se desloque;

4-Ligar a caixa de alimentação e simultaneamente largar o carrinho;

5- Imobilizar o carrinho quando se estiver a aproximar do fim da calha, para evitar que

caia; desligar então a caixa de alimentação;

Prevê qual deve ser o aspecto da fita depois de marcada nas condições da experiência,

fundamentando as previsões

Observa a fita obtida12 e confronta os resultados com as previsões

(incluir desenho)

início fim

Propõe uma explicação para o aspecto da fita

Propõe uma estratégia de resolução para o seguinte problema: Houve conservação da

energia mecânica na transferência de energia do elástico para o carrinho?

Utiliza a estratégia, depois de discutida no grupo e com a professora, na resolução do

problema proposto

12 A fita só será apresentada aos alunos após terem feito previsões

49

Esta actividade é interessante por permitir aos alunos reflectir sobre o seu

próprio pensar. Assim, na resposta ao problema, muitos alunos dizem logo que não

houve conservação de energia dado que a fita mostra que o movimento a partir de

dada altura é “ amortecido” . Ora a questão que lhes é proposta refere-se à eventual

dissipação de energia durante a transformação de energia potencial do elástico em

energia cinética do carro e não à dissipação posterior devida ao atrito com a calha.

Também o aspecto da fita permite reflexões interessantes que vale a pena explorar

com os alunos.

Por que razão, de início, cresce o afastamento entre as marcas?

Por que razão o afastamento entre as marcas decresce

posteriormente?

Como calcular a energia cinética máxima adquirida pelo carro?

Que relação deve ter essa energia com a variação de energia

potencial do elástico?

Como calcular essa variação de energia potencial?

Mais do que pela realização da experiência, esta actividade vale pela reflexão

que pode proporcionar. Daí que o que importa não seja realizar muitas experiências,

mas realizar experiências, cuja exploração permita o desenvolvimento de

conhecimentos, capacidades e atitudes.

A finalizar este capítulo gostaria de referir o seguinte: Planear actividades

experimentais a propor aos alunos é uma tarefa estimulante, mas que envolve algum

tempo na preparação. Há no entanto, tal como já emergiu no capítulo 3, a propósito

da modificação de exercícios em problemas, pequenas alterações que podemos

introduzir nas nossas práticas e que não são difíceis de implementar. Trata-se, neste

caso, de preceder os protocolos estereotipados, de uma reflexão por parte dos alunos,

usando as tarefas de Gunstone (prevê-observa-explica), como acabou de ser ilustrado

nas actividades 2 e 6 e se ilustrará novamente no capítulo 8.

50

A resposta à questão colocada no início deste capítulo parece óbvia, no entanto

nem sempre isso acontece. Assim, e tendo em conta que no ensino-aprendizagem da

Física, nas práticas lectivas vigentes, genericamente se enfatiza a aprendizagem de

conceitos, seria de esperar que a classificação atribuída à resposta a uma questão

colocada para avaliação, decorresse do facto de um aluno evidenciar ou não essa

aprendizagem. Os exemplos 1 e 2, seguintes, mostram que nem sempre isso acontece.

1- Numa prova global foi colocado o seguinte exercício:

Considere as configurações electrónicas dos átomos X ,Y,Z e W (as letras

não correspondem a símbolos químicos)

X: K2La2Lb6Ma1 Z: K2La2Lb6Ma2Mb6 Na1

Y: K2La2Lb6Ma2Mb5 W: K2La2Lb6Ma2Na2 Nb2

..........

2.3-Indique, justificando, qual dos elementos X ou Y apresenta maior

raio atómico

2.4- Indique, justificando, qual dos elementos X ou Z apresenta maior

energia de ionização.

Um determinado aluno responde correctamente á questão 2.3 e na resposta a

2.4 escreve(sic):

O elemento Y pois a sua carga nuclear é superior à de X, e como o raio

atómico é menor que em X a distância ao núcleo é menor, logo era

necessário fornecer mais energia a um átomo Y gasoso para este perder o

electrão, apesar de a sua blindagem ser superior ao do X.

Não há, não

duas folhas iguais em toda a criação.

Ou nervura a menos, ou célula a mais,

não há de certeza, duas folhas iguais(...)

(...) Nas formas presentes,

nos actos distantes,

mesmo semelhantes

são sempre diferentes(...)

In “Pastoral”, Poesias Completas de António Gedeão, 1968,

Portugália Editora, Lisboa

7- Que coerência deve existir entre o que pretendemos ensinar

e o que pretendemos avaliar?

51

Não foi atribuída qualquer cotação na resposta. É óbvio que se pedia para

comparar X com Z e o aluno compara X com Y( eventualmente influenciado pela alínea

anterior ). Mas importa reflectir sobre o seguinte:

O que se pretendia avaliar com esta questão era essencialmente o

conhecimento conceptual, dado que na matriz da prova há apenas referência a

conceitos; se assim era, não deveria o aluno, dado que evidencia ter compreendido os

conceitos, ter tido alguma cotação na resposta?

2-Nos critérios de classificação de uma questão, é habitual atribuir-se cotação

à simples escrita de uma fórmula, podendo essa cotação atingir 20 a 25 % da cotação

total. Acho que este aspecto deveria ser ponderado. A resposta dada por um aluno à

questão E (ver capítulo 3): Não é possível resolver pela fórmula Ec= ½ mv2 porque não

temos o volume, mostra como a simples escrita da fórmula não dá qualquer

informação sobre o conhecimento conceptual do aluno.

Situações de avaliação como as que acabam de ser referidas ocorrem muitas

vezes pelo que deveriam ser alvo de reflexão cuidada.

O problema da avaliação é um problema muito complexo, mas é indiscutível

que se deve avaliar o conhecimento que se pretendeu ensinar.

E se, como é desejável tendo em conta tudo o que foi referido nos capítulos

anteriores, os professores devem ensinar não apenas conhecimento conceptual,

deverão avaliar os alunos também nos outros domínios do conhecimento. Como fazê-

lo? Em primeiro lugar elaborando um plano de avaliação que deve incluir vários

meios (observação dos alunos no desempenho das tarefas de sala de aula,

nomeadamente nas actividades experimentais, técnicas interrogativas, dados de auto

e hetero-avaliação dos alunos, relatórios, portfolios, trabalhos de pesquisa, etc) e não

quase exclusivamente os testes sumativos. Sánchez et al, 1995, referem que numa

perspectiva construtivista da aprendizagem, particularmente por investigação, se

devem considerar como situações de avaliação todas aquelas em que os alunos podem

avaliar os seus avanços, expor as suas dificuldades e/ou necessidades a outros

grupos de alunos e/ou aos professores. Mas a prática de sala de aula é, em geral,

bastante diferente. Em muitas escolas secundárias é habitual haver, nos princípios de

Novembro, uma primeira reunião de conselho de turma. Nessa reunião trocam-se

impressões sobre a turma e é muito frequente ouvir dos professores o seguinte

comentário: Quanto à avaliação ainda não tenho dados porque ainda não dei teste. Isto

revela a exagerada importância atribuída aos testes sumativos. Não sendo os testes os

instrumentos mais adequados para avaliar o pensamento dos alunos (Kulm, 1990), a

sua utilização fica um pouco comprometida e tanto mais quanto as questões que

habitualmente se colocam nos testes são geralmente meros exercícios.

52

Relativamente à observação no trabalho na sala de aula e aos testes sumativos,

gostaria de acrescentar um pouco mais. Foi referida anteriormente a importância da

observação dos alunos no desempenho das tarefas de sala de aula, nomeadamente

nas actividades experimentais

Essa avaliação deve ser sistematizada e a forma de a sistematizar depende de

vários factores (nível etário dos alunos, capacidades ou destrezas a desenvolver, etc).

A ficha anexa (figura 4) é um exemplo que poderá servir de base a uma reflexão.

Figura 4- Ficha de observação e avaliação do trabalho experimental

Identificação do aluno

1ª Parte13

Identificação do problema

/Estratégia de resolução/

Planeamento experimental

Previsão e fundamentação

Análise dos resultados

Resposta ao problema/conclusões

2ª parte14

Manipula correctamente o equipamento

Respeita as normas de segurança

Faz observações cuidadas

Respeita o protocolo

Regista organizadamente os dados

Distribui adequadamente o tempo na realização das tarefas

Utiliza e organiza adequadamente o espaço de trabalho

Observações-

Relatório-

13 É preenchida de forma descritiva e depende do tipo de trabalho proposto; o preenchimento da 1ª linha terá lugar se se tratar de um trabalho investigativo; o preenchimento da 2ª linha terá lugar se se tratar de uma tarefa de Gunstone; a referência a estas tarefas surgiu no capítulo 6 14 É preenchida usando uma escala de classificação (1 a 4)

53

Relativamente aos testes e tendo em conta algumas das considerações acima

tecidas, há já alguns anos que os testes que proponho aos alunos são, por vezes, com

consulta do livro, dos apontamentos que tiram nas aulas, bem como de outros

elementos de que os alunos queiram dispor. Um dos objectivos é levar a que os alunos

não memorizem um conjunto de fórmulas sem lhes atribuir qualquer significado.

Apesar de nunca ter feito um estudo objectivo sobre esta prática, não me parece que

traga malefícios para a aprendizagem dos alunos, bem antes pelo contrário. É óbvio,

que as questões propostas nesse testes não podem ser de aplicação directa das

fórmulas15, mas precisamente porque o não são, devem levar à avaliação de

capacidades que importa desenvolver. Um teste de consulta pode ter ainda vantagens

relativamente ao conhecimento atitudinal; os alunos deixam de ter a preocupação de

fazer cábulas para usar clandestinamente no teste.

No fim do ano lectivo 1998/1999 apresentei aos alunos, todos de 10 º ano, num total

de 38 (12 de TLF e 26 de FQ) um questionário (figura 5) para saber qual a opinião

que tinham sobre os testes de consulta. Os resultados, que se apresentam a seguir ao

questionário, não podem, de modo algum ser generalizáveis (a amostra é muito

pequena e o contexto em que a experiência tem decorrido é um contexto particular),

mas, e insisto mais uma vez, com este livro apenas pretendo lançar pistas para

reflexão.

15 No capítulo 8 serão apresentadas algumas questões que poderão ser colocadas em testes de consulta

54

Figura 5- Questionário colocado aos alunos sobre testes de consulta

Ao longo deste ano foram propostos testes sumativos em que podias fazer

consulta de livros, apontamentos, etc. Gostaria de saber a tua opinião sobre

esta prática. Nesse sentido agradecia-te que respondesses ao questionário

anexo. Nas questões de resposta condicionada assinala com X o rectângulo

correspondente à tua resposta. Nas questões de resposta livre, deves escrever o

que pensas relativamente à questão proposta. Não deves identificar-te, pois o

que interessa é a opinião genérica dos alunos e não a de cada um em

particular. Obrigada desde já.

1- Consideras que os testes de consulta conduzem a que os alunos:

Sim Não

1.1-estudem menos porque sabem que podem utilizar os

elementos de consulta durante o teste

1.2-estudem mais conscientemente pois sabem que não têm

que se preocupar com a memorização

1.3-se habituem a seleccionar informação

1.4-se habituem a pesquisar

1.5-resolvam o teste com mais seriedade, sem a preocupação de

copiar

1.6-estejam mais calmos durante a resolução do teste

1.7-tenham melhores resultados porque os testes são mais

fáceis

1.8-tenham piores resultados porque os testes são mais difíceis

2-Concordas com testes de consulta em Físico-Químicas/TLF? Justifica tua

resposta

3-Se respondeste afirmativamente à questão 2, indica, justificando, se vias

vantagens em que em outras disciplinas os referidos testes fossem utilizados e,

em caso afirmativo, quais seriam essas disciplinas

55

Tratamento das respostas ao questionário

Relativamente à questão 1, o tratamento dos resultados conduziu à construção

do gráfico anexo

Da análise do gráfico emerge que uma maioria significativa dos alunos

considera que o facto de o teste ser de consulta não conduz a que se estude menos,

não afecta significativamente os resultados e conduz a que se vá mais calmo para o

teste, se estude mais conscientemente, se desenvolvam as competências de

seleccionar informação e pesquisar, e a atitude de resolver o teste com mais seriedade.

Relativamente à questão 2, 92% dos alunos respondeu sim. Dos restantes, 4%

dos alunos responderam não e 4% responderam que era indiferente. Dada a dimensão

da amostra não é possível categorizar as justificações das respostas; foram no entanto

“agrupadas” as de significado idêntico.

Para o “sim” temos:

Vai-se mais calmo e confiante para os testes

É um bom artifício para compreender a matéria

É um bom artifício para não se copiar

A consulta motiva para a disciplina

Para o não temos:

Fazem pensar que não é preciso estudar tanto

Não adianta fazer consultas durante o teste

Na prova global não há consulta

Um teste de consulta para quem não estuda é um mau teste

Para a resposta indiferente há apenas uma justificação

Não tem influência na nota

Relativamente à questão 3, a maior parte dos alunos indica várias disciplinas,

pelo que as respostas estão assim distribuídas:

Resposta à questão 1 do questionário

020406080

100

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Questão

Perc

en

tag

em

de

resp

osta

s

SIM

NÂO

56

Ciências da Terra e da Vida 13%

Nenhuma 17%

Técnicas laboratoriais de Química 21%

Filosofia 25%

Matemática 58%

Físico-Químicas16 83%

Quase a terminar este capítulo gostaria de citar um episódio que vem referido

no artigo "Assessing Student Growth in Mathematical Problem Solving (Lester e Kroll,

1990, pp 54) .

Quando FranK Lester fazia uma comunicação para um grupo de supervisores e

coordenadores curriculares de matemática, sobre a RP no ensino dessa disciplina,

um dos participantes fez o seguinte comentário:

"Por muito que eu goste do que está a dizer, receio que nenhuma das suas

ideias tenha sucesso a não ser que os professores mudem as suas práticas

avaliativas e o estado mude os seus programas de testagem".

Essa necessidade de mudança é referida por muitos autores, entre eles

Fernandes, (1994):

A avaliação faz parte integrante do desenvolvimento do currículo e só faz real

sentido se os professores a utilizarem para que o ensino e a aprendizagem sejam

sistematicamente reformulados e melhorados (pp 17)

Retomo o que referi no capítulo 1; considero que as mudanças institucionais

dificilmente ocorrem sem pressão dos cidadãos, pelo que se queremos que o sistema

mude, teremos que ser nós a mudar e a exercer pressão com vista à mudança.

Estas considerações poderão ser sintetizadas numa frase: "É mais fácil que a

avaliação mude o currículo do que o currículo mude a avaliação". E mudar a avaliação

significa utilizar estratégias de avaliação que privilegiem várias técnicas e

instrumentos e não dar ênfase quase exclusiva aos testes. Relativamente a estes será

de privilegiar a colocação de problemas e não apenas a de exercícios.

16 A referência à disciplina de Físico-Químicas surge, obviamente, apenas nos alunos de TLF

57

58

Na planificação de uma unidade didáctica, ou de uma fracção da mesma, é

importante ter em conta diferentes propostas emergentes de várias linhas de

investigação no ensino-aprendizagem das Ciências, nomeadamente os aspectos

referidos ao longo dos capítulos anteriores. Assim, para cada unidade a planificar, o

professor deverá fazer uma pesquisa bibliográfica sobre CA dos alunos em relação aos

conceitos a explorar. A identificação dessas CA será fundamental para a selecção de

actividades a incluir na planificação, tendo em vista, por exemplo, provocar conflitos

cognitivos. Será também importante que ao seleccionar as actividades o professor

reflicta sobre os conhecimentos processual e atitudinal a desenvolver e a avaliar. O

esquema anexo (figura 6), sem pretender ser um algoritmo a utilizar, pretende

sistematizar o que foi referido.

Eles não sabem que o sonho é (...)

(...) passarola voadora,

pára-raios, locomotiva,

barco de proa festiva,

alto-forno, geradora,

cisão do átomo, radar,

ultra-som, televisão,

Desembarque em foguetão

na superfície lunar.(...)

In “ Pedra Filosofal”, Poesias Completas de António Gedeão,

1968, Portugália Editora, Lisboa

8- Como construir estratégias de ensino-aprendizagem ?

59

Figura 6- Aspectos que devem ser tidos em conta ao elaborar uma planificação

1-Identificação de conteúdos

2-Identifcação de conhecimento

conceptual a construir/

reconstruir.

Nível de desenvolvimento

Programas

Oficiais

Conteúdos

disciplinares

3-Pesquisa sobre concepções

alternativas dos alunos

Desenvolvimento

cognitivo

e aprendizagem

4-Selecção do conhecimento

processual e atitudinal a desenvolver

Referentes

teóricos

Concepções

alternativas

5-Escolha de estratégias Perspectiva CTS

6-Estratégia centrada na resolução de

problemas

Resolução

de problemas

7-Escolha de uma situação física que

permita criar contextos problemáticos

Avaliação

História e Filosofia

das Ciências

Apresentarei agora uma planificação construída tendo por base o

anteriormente referido e em que as estratégias utilizadas assentaram num modelo

proposto por Lopes(1994). De acordo com o modelo de Lopes (1994), todo o processo

na sala de aula deve ser iniciado por exploração e problematização a partir de

situações problemáticas, trazidas do exterior, do conhecimento e do agrado dos

alunos. A partir das referidas situações irão ser criados contextos problemáticos que

originarão uma rede de problemas e actividades. O ambiente criado deverá envolver os

alunos e, consequentemente, propiciar o crescimento progressivo do conhecimento

conceptual e o desenvolvimento de capacidades.

Entende-se precisamente por contexto problemático um ambiente de ensino

aprendizagem criado na sala de aula, a partir de situações problemáticas, que podem

ser notícias, objectos, filmes, etc. cuja exploração originará uma rede de problemas e

Comment [M1]:

60

questões que vão permitir um envolvimento dos alunos. Pretende-se que este

ambiente favoreça o crescimento do conhecimento (conceptual, processual e

atitudinal).

Descrição pormenorizada de uma estratégia utilizada para o estudo da

corrente eléctrica no 10º ano

Na planificação que vou apresentar, relativa à unidade “Corrente eléctrica” de

10 ºano, foram criados quatro contextos problemáticos. Começou-se por apresentar

um diaporama aos alunos que conduziu a um debate onde emergiram entre outros

aspectos, a importância da energia eléctrica e alguns dados relativos à evolução

histórica. A exploração deste contexto (contexto 1) fez emergir as regras de segurança,

que por sua vez fez emergir o uso do busca-pólos e o risco de se ligarem vários

electrodomésticos a uma mesma tomada. Surgiram então dois contextos um centrado

no problema “ Como funciona um busca-pólos? “(Contexto 2) e o outro no problema “

Por que razão é perigoso ligar vários electrodomésticos a uma mesma tomada?”

(Contexto 3). Após a exploração destes contextos surgiu um quarto centrado no

problema “O que acontece quando um receptor não é puramente resistivo?” (contexto

4). A exploração destes contextos permitiu construir/reconstruir todos os conceitos

propostos no programa.

Apenas será descrita em pormenor a planificação relativa ao contexto criado

pelo problema “Como funciona um busca-pólos?”17 Antes de apresentar a estratégia,

gostaria de referir como surgiu a ideia da utilização do busca-pólos. Em 1994/1995

uma professora estagiária, após ter dado um aula ao 8º ano entrou no gabinete de

estágio, onde me encontrava com mais dois estagiários, uma jovem da Licenciatura em

Química e um jovem da Licenciatura em Física, e disse:

Uma aluna perguntou-me como funciona um busca-pólos, mas eu não soube

responder.

Nem soube a professora, nem nenhum de nós. Resolvemos então desmontar

um busca-pólos e apercebemo-nos como a partir do estudo do seu funcionamento

muitos conceitos poderiam ser explorados.

Foi assim que surgiu a ideia de construir a estratégia que se passa a

descrever18.

Quando se pergunta aos alunos como funciona um busca-pólos,

geralmente eles referem a utilização prática, mas poucos têm “coragem” de

o utilizar numa tomada. Acresce ainda, que alguns dos “corajosos”, quando

vão utilizá-lo, têm a preocupação de apenas tocar na parte plástica do

17 São incluídas , no fim da planificação, as fichas de trabalho apresentadas aos alunos 18 A primeira estratégia criada a partir do busca-pólos, descrita em Gouveia (1995) foi implementada na disciplina de TLF, bloco III; posteriormente sofreu várias alterações

61

invólucro. Quando o professor ou algum aluno se propõe a utilizá-lo de

forma correcta levantam-se logo vozes interrogativas: “E não vão apanhar

um choque ?”

Após a utilização pede-se então aos alunos que prevejam como será

constituído (ainda antes de o desmontar). Geralmente é referida uma

lâmpada e pouco mais. De seguida distribui-se a cada grupo de trabalho

um busca-pólos desmontável e pede-se aos alunos que o desmontem e

proponham agora uma nova explicação para o seu funcionamento.

Quando desmontado, em cima da mesa ficam uma mola, um parafuso, um

tubo de descarga e um corpo cilíndrico acastanhado (nos busca-pólos que

utilizo, a resistência de carvão não apresenta código de cores mas este aspecto)

e os alunos começam a propor explicações, que geralmente são as seguintes:

Há uma bobina (a mola), uma lâmpada (o tubo de descarga) e um íman (a

resistência). É-lhes proposto planear uma experiência para testar o “íman”.

Geralmente os alunos aproximam-no de clips e concluem que não deve ser

íman.

Seguir-se- á agora um debate em que os alunos acabam por concluir que todos

aqueles corpos têm que ser condutores e por isso oferecerão resistência à

passagem da corrente. Surgem então as seguintes previsões quanto à

resistência: a bobina deve ter uma resistência muito grande para deixar passar

pouca corrente e não apanharmos um choque, o resto deve ter uma pequena

resistência. Com um ohmímetro os alunos irão verificar que as suas previsões

estão erradas.

Ao verificarem que a resistência do “cilindro” é muito elevada querem saber

como é constituído e ao constatarem que o alcance do ohmímetro não permite

medir a resistência da lâmpada os alunos observam-na mais atentamente e

geralmente referem que está fundida dados que os dois eléctrodos no tubo de

descarga estão afastados. É- lhes então proposto que testem esta previsão. Os

alunos vão novamente montar o busca-pólos e quase invariavelmente

perguntam:

“ É importante a ordem porque se montam as peças? È que já não me lembro

como estavam.19

Como resposta é- lhes dito para montarem como entenderem (mais tarde ser-

lhes-á proposta uma tarefa com base nesta questão- ficha 5 em anexo). Após a

19 Aqui emerge nitidamente a CA subjacente a F2, capítulo 4

62

montagem os alunos vêem, com algum espanto que a lâmpada acende e

querem saber como aquela lâmpada funciona.

A exploração de algumas das questões que foram surgindo vai levar a uma série de

actividades (fichas 1,2,3) que permitirão explorar conceitos como: condução nos

metais (mola e parafuso), nos semicondutores (a partir da resistência de carvão), nos

gases (a partir do tubo de descarga)20 e nos electrólitos (a partir da condução pelo

corpo humano)21.

O facto de o busca-pólos acender quando se encosta à “fase” da tomada mas

não quando se encosta ao “neutro” permitirá explorar o conceito de diferença

de potencial. O uso de uma tomada de ca, levará a uma breve distinção entre

corrente alterna e contínua (ficha 4) e aos conceitos de corrente estacionária e

intensidade da corrente. A actividade proposta na ficha 5, servirá para

introduzir a lei de Pouillet. O debate que se lhe seguirá deverá ajudar os alunos

a compreender a diferença entre intensidade da corrente (que se conserva ao

longo do circuito) e energia eléctrica que “diminui” ao transformar-se no

circuito.

Da actividade proposta na ficha 3 surgirá a necessidade de explorar um pouco

mais a relação entre as grandezas I e V. Serão fornecidas aos alunos tabelas

e/ou gráficos com dados sobre a variação I = I(V) para condutores óhmicos e

não óhmicos. Poderá fornecer-se aos alunos uma resistência de carvão e pedir-

lhes o planeamento de uma experiência que permita concluir se essa

resistência se comporta ou não como condutor óhmico. Realizada a experiência

e tratados os dados obtidos, os alunos deverão confrontar o valor obtido para o

cociente V/I com o valor de R, lido com base na interpretação do código de

cores e com o valor medido com o ohmímetro (esta actividade foi apresentada

como actividade 1, no capítulo 6). Será altura de explorar o significado da

razão R = V/I e do significado de R = V/I = constante.

A referência à condição “a temperatura constante” necessária ao

estabelecimento correcto da lei de Ohm, emergirá conjuntamente das

actividade 6 e 7 (estas actividade foram apresentadas como actividades 1 e 2,

no capítulo 6). A análise dos resultados conjuntos destas actividades levará a

uma primeira abordagem do conceito de resistividade, da sua variação com a

20 Se possível, o professor deverá fazer aqui uma demonstração experimental usando a bobina de Runkorff e experiências sobre descargas em gases rarefeitos 21 Não são sugeridas aqui actividades experimentais porque foi feita a transferência para as realizadas sobre condução eléctrica em soluções aquosas de ácidos bases e sais, quando do estudo das reacções ácido-base, na Química

63

temperatura, bem como do efeito Joule (ver ficha 8). A constatação de que a

resistência de um condutor depende do material, levará à necessidade de

explorar outros factores de que depende R. Surgirá então a relação R = ρ l/S e

a definição de resistividade (fichas 8 e 9).

Para explicar o funcionamento do busca-pólos falta explorar ainda uma

questão: No busca-pólos há várias resistências associadas “Como saber a

resistência do conjunto?”. Após um debate pedir-se-á aos alunos que façam

um planeamento que permita responder a esta questão (ficha 10). Após o

planeamento, realização das actividades e debate serão introduzidos os

conceitos de associação de resistências em série e resistência equivalente.

Finalmente será proposta aos alunos a actividade 11

Com todas estas actividades foi feita a exploração do contexto problemático criado

a partir do busca-pólos. A seguir incluem-se, como já foi referido, as fichas utilizadas.

Incluem-se ainda algumas questões que poderão ser integradas num teste de

consulta, para a unidade em causa. Nas fichas poder-se-ão identificar aspectos

referidos em capítulos anteriores (a provocação de conflitos cognitivos, as tarefas de

Gunstone, etc). Poder-se-á também constatar que houve a preocupação de desenvolver

conhecimento processual a e atitudinal (problematizar, fazer previsões, planear,

propor explicações, executar experiências, analisar resultados, tomar decisões,

cooperar, etc). Nas questões para os testes poder-se-á verificar a importância atribuída

à avaliação de conceitos, mas também de processos.

Embora não se apresente a exploração dos outros contextos, é fácil identificar

quais os conceitos que a exploração dos referidos contextos poderá levar a

desenvolver. Assim, o contexto 3 levará à exploração dos conceitos de associação de

resistências em paralelo e ao efeito Joule (a actividade 4, referida no capítulo 6, insere-

se nesta parte da planificação). O contexto 4 permitirá explorar os conceitos de

receptor não puramente resistivo e de força electromotriz e resistência interna de um

receptor. A verificação experimental de que alguns receptores não resistivos podem

funcionar como geradores, permitirá a exploração dos conceito de gerador e de força

electromotriz e resistência interna de um gerador.

64

Fichas de trabalho, utilizadas na exploração do contexto 2

Unidade corrente eléctrica- 10 º ano

Ficha 1-Como funciona um busca-pólos?

Na sequência desta questão e do debate que se lhe seguiu, realiza a actividade

seguinte:

1-Usa o busca-pólos na identificação da “fase” e do neutro de uma “tomada”.

2-Propõe uma explicação para o funcionamento do busca-pólos:

antes de o desmontares

depois de desmontado

(solicita o equipamento que aches necessário )

Ficha 2-O corpo humano é bom condutor?

Na sequência desta questão e do debate que se lhe seguiu, realiza a actividade

seguinte:

Supõe que realizavas a seguinte experiência:

1-Montar o circuito esquematizado

2- Segurar com uma das mãos o terminal A e com a outra o terminal B:

com as mãos secas

com as mãos molhadas

3-repetir a fase 2 intercalando ainda no circuito, um microamperímetro

Prevê o que de deverias observar nas fases 2 e 3 da experiência,

fundamentando as previsões

Realiza a experiência e confronta os resultados com as tuas previsões

Responde à questão colocada no início da ficha

4,5 V

A B

Ficha 3-Por que razão não apanhámos um choque na actividade proposta

na ficha 2

Na sequência desta questão e do debate que se lhe seguiu, realiza a actividade

seguinte:

Supõe que realizavas a seguinte experiência:

1-Montar um circuito com uma lâmpada de incandescência, das usadas em

nossas casas, uma pilha de 4,5 V e um amperímetro

65

2-Montar um circuito idêntico, substituindo a pilha por uma tomada eléctrica

22

(Cuidado: não executar antes de chamar a professora)

Prevê o que de deverias observar nas fases 1 e 2 da experiência,

fundamentando as previsões

Realiza a experiência e confronta os resultados com as tuas previsões

Responde à questão colocada no início da ficha, após consulta da tabela anexa

Tabela: Efeitos de uma corrente alternada (V= 220V), durante 5s, no corpo

humano

I/mA Efeito no corpo humano

1 Pode ser sentida

3 Facilmente sentida

10 Dor

20 Músculos ficam paralisados e a pessoa não pode desligar-se

50 Choque severo

90 Problemas respiratórios

150 Respiração muito difícil

200 Morte provável

Ficha 4-Qual a diferença entre corrente contínua e alterna?

Na sequência desta questão e do debate que se lhe seguiu, vais realizar uma

actividade em que utilizas o osciloscópio.

Um osciloscópio é um aparelho que entre várias aplicações, permite verificar

se uma corrente é contínua ou alternada.

No momento em que vais trabalhar com ele deves ter no écran um sinal

contínuo horizontal (não mexas em qualquer dos botões do osciloscópio).

1-Liga cada um dos terminais do cabo que está conectado ao osciloscópio, aos

pólos de uma pilha .

2-Repete a fase 1, mas invertendo as ligações aos pólos da pilha

3-Liga cada um dos terminais do cabo que está conectado ao osciloscópio, aos

terminais de um gerador de corrente alternada de frequência variável (não

mexas em qualquer dos botões do gerador).

3.1-Liga o gerador e regista o que observares no écran do osciloscópio.

3.2-Observa o que acontece quando se faz variar , no gerador:

a amplitude do sinal

a frequência do sinal

4-Formula questões que te tenham surgido ao realizar esta actividade

22 verifica se o amperímetro é adequado para medições em ca

66

Ficha 5-Quando do estudo do busca-pólos foi levantada a questão:

È importante a ordem por que se colocam os componentes de um busca-

pólos?

A fim de dar resposta a esta questão é-te proposta a seguinte actividade

Supõe que realizavas a seguinte experiência

1-Montar os circuitos esquematizados (lâmpadas (L), geradores e amperímetros

(A) são idênticos nos três casos)

A 1 L L

L L A2 L L A3

2-Registar os valores indicados por A1, A2 e A3

Prevê os resultados a obter

Monta os circuitos esquematizados e compara os resultados com as previsões

Formula questões

Responde à questão colocada no início da ficha

Fichas 6 e 7- Foram apresentadas no capítulo 6 como actividades 1 e 2,

respectivamente

Ficha 8- Por que razão a resistência de carvão e a lâmpada se

comportaram de modo diferente nas actividades anteriores? (fichas 6 e 7

incluídas como actividades 1 e 2 no capítulo 6)

Os gráficos e a tabela anexa, ajudar- te- ão a responder à questão formulada

1-Formula questões que te surjam da análise dos referidos documentos

2-Tenta encontrar uma resposta para a questão levantada na actividade

(Incluir gráficos e tabela)

67

Ficha 9- Após a realização da actividade da ficha 8, e do debate que se lhe

seguiu, surgiu a questão: De que depende a resistência de um condutor?

Na sequência desta questão e do debate que suscitou, é-te proposta a

realização da seguinte actividade

1ª parte

Supõe que realizavas a seguinte experiência:

1-Montar o circuito esquematizado e no qual

está esquematizado um reóstato idêntico ao

que é fornecido e que deves observar

atentamente

2-Deslocar o cursor do reóstato para o lado X

3- Deslocar o cursor do reóstato para o lado Y

X Y

A

Prevê o que deve acontecer, fundamentando as previsões

Realiza a experiência e confronta os resultados com as previsões

Supõe, ainda, que na montagem anterior em vez de se fazerem as ligações no

reóstato em X e no cursor, se faziam as ligações:

ao reóstato em Y e ao cursor

aos terminais X e Y do reóstato.

Prevê, relativamente à experiência anteriormente realizada, que alterações

deverão ocorrer em cada um dos casos, quando se deslocar o cursor para o

lado X (ou para o lado Y) ?

68

Realiza a experiência e confronta os resultados com as previsões

Propõe uma explicação para os resultados obtidos ao longo da experiência

Testa a explicação proposta, usando um ohmímetro

2ª parte

Sabendo que dispões de vários tipos de fios condutores e de um ohmímetro,:

1-Planeia uma experiência que permita estudar a variação da resistência de

um condutor, com a área da respectiva secção recta

2-Realiza a experiência planeada, após a discussão do planeamento com os

colegas e a professora

Ficha 10- Ao analisar o busca-pólos viste que continha várias resistências

associadas em série. Supõe que pretendias substituir todas aquelas

resistências por uma única resistência (resistência equivalente), de modo a que

nenhuma outra alteração ocorresse no circuito.

Que relação deverá existir entre a resistência equivalente e as

resistências associadas?

1-Planeia uma experiência que permita responder a esta questão. Discute o

planeamento com os colegas e com a professora

2-Executa a experiência planeada

3- Interpreta os resultados obtidos

Ficha 11- Como funciona um busca-pólos?

Após todas as actividades realizadas anteriormente podes agora responder a

esta questão.

Propõe ainda uma explicação para o facto de a UE recomendar que não sejam

postos à venda busca-pólos desmontáveis.

Importa referir que, embora as fichas de trabalho apresentadas pressuponham

a realização das experiências pelos alunos, algumas dessas experiências,

nomeadamente as propostas nas fichas 2, 3, 4, 5, 9 (1ª parte), poderão ser realizadas

pelo professor desde que, tal como já foi referido no capítulo 6, sejam precedidas de

uma interacção com os alunos, que os leve a fazer previsões fundamentadas, a

controlar variáveis, a formular questões, a propor explicações, etc.

69

Algumas questões que poderão ser colocadas num teste de consulta Unidade “Corrente eléctrica”- 10º ano

1-Com certeza já ouviste falar em incêndios provocados por um curto-circuito.

Supõe o aquecedor representado na figura a , e o cabo que o liga à tomada. Se

os dois fios do cabo contactarem entre si (figura b), dizemos que ocorre um

curto circuito que pode originar um incêndio.

Explica por que razão nas condições da figura b pode ocorrer um incêndio

a

tomada cabo aquecedor

b

tomada cabo aquecedor

2-A uma tomada de instalação eléctrica (220 V, 50 Hz) que tem a indicação 10

A, poderás ligar simultaneamente um aquecedor de 1600W e um motor (230V,

50Ω) ? Justifica.

3-No circuito de um ferro eléctrico temos essencialmente uma resistência, uma

lâmpada de presença, um termostato (que interrompe o circuito sempre que a

temperatura atinge um certo valor) e cabos de ligação de resistência

desprezável. Num determinado ferro a resistência é 55 Ω e a resistência

associada á lâmpada é de 10 x 10 4 Ω. O ferro é percorrido por uma corrente

de intensidade 4 A, quando ligado a uma tomada de 220 V.

3.1-Prevê como estarão associadas a resistência do ferro e a lâmpada de

presença, bem como a localização do termostato no circuito. Fundamenta as

tuas previsões

3.2-Propõe uma explicação para a resistência tão elevada da lâmpada de

presença

3.3- Calcula:

a) a potência eléctrica transformada no ferro

b) a potência térmica libertada no ferro

c) a energia térmica libertada no ferro em 2 min de funcionamento

4-A figura anexa pretende representar um jogo que talvez conheças. Num

painel são colocadas questões e respostas possíveis, associando-se estas a um

70

conjunto de lâmpadas (L) e interruptores (I). Se se pressionar o interruptor

associado à resposta correcta, a lâmpada acende

O efeito térmico da corrente eléctrica é designado por efeito:

L1 L2 L3

I1 I2 I3

Joule Ohm Kirchoff

O inverso da resistência de um condutor designa-se por:

L4 L5 L6

I4 I5 I6

Condutividade resistividade condutância

Supõe que tinhas que construir o painel ilustrado, dispondo de uma só pilha, e

dos fios, lâmpadas e interruptores necessários.

Descreve claramente como procederias, ilustrando com o(s) esquema(s) do(s)

circuito(s) a montar.

5- Supõe que dispunhas de dois rolos cada um com 50m de fio revestido, com

a mesma secção, um de cobre e outro de tungsténio, e precisavas identificá-

los. Tendo em conta dados da tabela anexa, planeia a(s) experiência(s) a

realizar.

Material Cobre tungsténio

Massa volúmica / gcm-3 8,96 19,3

Resistividade a 20 ºC /Ωm 1,7 x 10 -8 5,5 x 10 -8

Coeficiente de variação da resistividade com a

temperatura a 20 º C / K-1

3,9 x 10 -3 4,5 x 10 -3

71

6-Introduziu-se o condutor C no circuito esquematizado e em vários instantes

foram-se registando os valores indicados nos aparelhos de medida.

C V

A

Instante /s 20 40 60 80 100

V / V 3,0 3,0 2,9 2,8 2,7

I /mA 200 200 220 290 380

1-Propõe uma explicação para a variação de V, indicada na tabela

2-Sabendo que o condutor C é constituído por um dos materiais a que se refere

o gráfico anexo, identifica qual é, justificando.

ρ/ K-1

material A

material B

θ / ºC

Na análise das várias questões sugeridas, poderá verificar-se a preocupação de

avaliar não só conhecimento conceptual, mas também processual (seleccionar

informação, prever, controlar variáveis, planear, propor explicações, analisar

resultados)

72

Como escolher situações físicas para a partir delas se poderem criar

contextos problemáticos?

Impor-se-á talvez agora a questão: Como escolher as situações físicas para, a

partir delas, se poderem criar contextos problemáticos. O ideal seria partir de

situações propostas pelos alunos e/ou situações de grande actualidade no momento,

mas não é fácil por múltiplas razões nomeadamente uma de natureza cronológica.

Tecer-se-ão, de seguida, algumas considerações sobre situações físicas utilizadas, ou

não.

Situação 1

Quando em finais de 98, princípios de 99, o país esteve envolvido na grande

polémica das co-incineradoras, situações físicas relacionadas com o tema (debates

televisivos, notícias, etc) teriam gerado, sem dúvida alguma, óptimos contextos

problemáticos para a exploração de vários conceitos de Química, quer no Ensino

Básico, quer no Secundário. Nessa altura estava eu a acabar já o programa de

Química no 10º ano. Acresce que a criação de contextos problemáticos criados a

partir de situações relacionadas com este tema, obrigaria a um grande

aprofundamento de conhecimentos do professor, nesta área. O aprofundamento de

conhecimentos acerca de um tema a explorar, por vezes também não é possível,

dentro dos limites temporais de que o professor dispõe. Mas por vezes é possível

compatibilizar estes aspectos.

Situação 2

De 1993 a 1996 integrei o grupo de investigação, GIRP/FQ23. Um dos professores

que integrava o grupo, leccionava em 94/95 turmas de 8ºano, tendo começado o

programa pela unidade “Nós e o Universo”. A propósito desta unidade os alunos

quiseram saber como funcionava um telescópio, pelo que na unidade Luz e Visão,

a situação física escolhida para a criação de contextos problemáticos foi o

telescópio. Uma descrição mais detalhada desta planificação poderá ser

encontrada em Costa et al, 1997

Situação 3

O telescópio foi também a situação escolhida em 1998/1999, para tratar a

unidade Luz em TLF, bloco I, pelos professores estagiários que supervisionei nesse

ano. Começámos por contactar o GIRA (grupo de informação e recreação

73

astronómica) que é fundamentalmente dinamizado por alunos de astronomia da

Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Alguns membros do grupo

deslocaram-se à escola com telescópios reflectores e refractores a fim de ser vídeo-

gravada uma entrevista, previamente preparada, durante a qual montaram os

referidos telescópios. Na 1ª aula da unidade foi apresentado o vídeo aos alunos que

quiseram saber pormenores sobre os telescópios:

função das lentes, dos espelhos, dos filtros;

qual a razão das diferenças nas distâncias focais de objectivas e oculares;

como saber se as estrelas se afastam ou aproximam de nós, etc.

Para dar resposta a todas estas questões foi organizada uma sessão de observação do

céu nocturno24 e foram realizadas, pelos alunos, actividades experimentais que

permitiram construir e/ou reconstruir conhecimento conceptual (reflexão e

respectivas leis, refracção e respectivas leis, tipos de espelhos e lentes, tipos de

imagens, espectros luminosos, fenómenos ondulatórios-interferência, difracção, efeito

Dopler, comprimento de onda, etc). Paralelamente foram sendo desenvolvidas

capacidades cognitivas (prever, seleccionar informação, formular hipóteses, planear

experiências, propor explicações, analisar resultados, elaborar relatórios), e

manipulativas (executar, montar, medir).

Situação 4

Em 1996/97, também para a unidade Luz, em TLF, bloco I, os contextos

problemáticos foram criados a partir do retroprojector. Os espelhos, as lentes e a

lente de Fresnel que entram na sua constituição, permitem explorar todos os

conceitos da unidade, bem como desenvolver as capacidades anteriormente

referidas. Uma descrição mais detalhada desta planificação poderá ser encontrada

no Relatório Final da Acção P165, Programa Ciência Viva, Departamento de

Didáctica e Tecnologia Educativa, Universidade de Aveiro, Set. 97 25

Situação 5

Na disciplina de TLF, bloco I, desta vez na unidade Calor, já há alguns anos que

tenho vindo a usar como situação física, um vídeo sobre a CTO e/ou uma visita à

mesma. No capítulo 5, já foi feita uma referência á exploração desta situação.

Descrições mais detalhadas desta planificação poderão ser encontradas no

23 Grupo de investigação sobre Resolução de problemas /Física e Química, sediado na Universidade de Aveiro, financiado pelo IIE (contrato nº PI/21/93) 24 Novamente o GIRA levou os telescópios á escola, desta vez para observação do céu 25 Também em Gouveia(1995) poderão ser obtidos dado relativos a esta planificação

74

Relatório Final da Acção PII-483, Programa Ciência Viva, Departamento de

Didáctica e Tecnologia Educativa, Universidade de Aveiro, Set. 9926,27

Situação 6

Ainda na disciplina de TLF, bloco I, na unidade Som, no ano lectivo 1998/1999,

antes de iniciar a unidade foi feita uma visita de estudo ao Laboratório de Acústica

da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Os alunos formularam

problemas e questões, que levaram à realização de actividades experimentais que,

paralelamente ao desenvolvimento dos conhecimentos processual e atitudinal,

permitiram construir/reconstruir os conceitos da unidade.

Situação 7

Os professores estagiários que supervisionei em 1995/1996, elaboraram e

implementaram uma planificação também para a unidade Som na disciplina de

TLF em que os problemas emergiram fundamentalmente a partir de um debate

introdutório com base em situações acústicas relacionadas com a construção civil.

A descrição desta planificação encontra-se em Gouveia (1997)

Situação 8

No capítulo 5 fez-se referência à utilização de uma notícia sobre o rio Trancão

para, a partir daí, se proporem aos alunos de 8º ano, actividades (experimentais,

de pesquisa, outras) que permitiram abordar grande parte dos conceitos de

Química propostos no programa do referido ano. Uma descrição mais detalhada

desta planificação poderá ser encontrada em Costa et al, 1997

Situação 9

Também no capítulo 5 foi referida a utilização de uma cafeteira eléctrica como

situação física para a elaboração de uma estratégia de ensino aprendizagem para

parte da unidade de 9º ano “Produção e Consumo de Energia”. Uma descrição

mais detalhada desta planificação poderá ser encontrada no Relatório Final da

Acção PII-483, Programa Ciência Viva, Departamento de Didáctica e Tecnologia

Educativa, Universidade de Aveiro, Set. 99

26 As planificações que se encontram descritas sofreram já várias alterações

75

Situações 10, 11, 12

No Relatório Final da Acção PII-482, Programa Ciência Viva, Departamento de

Didáctica e Tecnologia Educativa, Universidade de Aveiro, Set. 99 poderão ser

encontradas mais duas planificações:

para a unidade “Transportes e Segurança” de 9º ano (a situação física

escolhida foi uma notícia a propósito da ponte do Freixo, no Porto)

para a unidade de mecânica de 11º ano (a situação física escolhida foi uma

notícia sobre carros supersónicos).

Uma planificação para o estudo da corrente eléctrica no 10 ºano (partindo da

desmontagem e estudo de um ferro eléctrico) 28 encontra-se descrita no Relatório

Final da Acção P167, Programa Ciência Viva, Departamento de Didáctica e

Tecnologia Educativa, Universidade de Aveiro, Set. 97

Situações 13 e 14

Em Costa et al, 1997, poderão ser encontradas ainda:

a descrição de uma outra planificação para a unidade Luz e Visão no 8ºano,

em que o contexto problemático foi criado a partir da observação de

estereogramas e ilusões de óptica.

a descrição de uma outra planificação para a unidade de 9º ano “Produção e

Consumo de Energia” em que os contextos foram criados a partir de um

pequeno texto divulgado pela rádio.

Situações 15, 16, 17 e 18

Em Gouveia (1995) estão descritas mais duas planificações para o 9º ano -uma

para a unidade “Produção e Consumo de Energia” e outra para a unidade

“Transportes e Segurança”- em que os contextos problemáticos foram criados,

respectivamente, a partir de um debate sobre problemas energéticos e de uma

notícia sobre carros -eléctricos.

Ainda em Gouveia (1995) se encontram descritas mais duas planificações para a

disciplina de TLF, bloco III. Numa delas os contextos problemáticos foram criados

a partir de um debate sobre a produção e o transporte de energia e na outra os

contextos foram criados a partir de um receptor de rádio, previamente construído

com material de laboratório.

27 Também em Gouveia(1995) poderão ser obtidos dado relativos a esta planificação 28 Também em Gouveia(1995) poderão ser obtidos dado relativos a esta planificação, que na altura foi implementada na disciplina de TLF, bloco III, e posteriormente sofreu alterações

76

Da análise da estratégia apresentada em pormenor neste capítulo (situação

física: busca-pólos), bem como da análise de todas as outras que foram aqui referidas,

podemos concluir que existem inúmeras possibilidades de escolher situações físicas, a

partir das quais se podem criar estratégias de ensino aprendizagem. Podem ser, entre

outras, objectos, notícias, filmes, visitas de estudo. Mas a planificação apresentada

em pormenor, bem como todas as outras referidas não pretendem ser um modelo a

seguir, bem longe disso29. Mais uma vez se refere, que se pretende que constituam

apenas uma base de reflexão. Caberá a cada professor conceber as estratégias de

ensino – aprendizagem adequadas tendo em conta os contextos em que se insere.

A finalizar este capítulo gostaria de referir ainda três aspectos:

Os professores, quando confrontados com estas estratégias, mostram

apreensão quanto ao tempo que irão gastar. A minha experiência na sua

utilização, que vem já de há alguns anos, permite-me concluir que não são

mais morosas que as estratégias tradicionais.

Um outro aspecto que é levantado relaciona-se com o manual. Como seguir

o manual? Considero que o manual deverá ser encarado, a par de outros

elementos de pesquisa, mais como um livro de consulta do que como um

livro a seguir “religiosamente”. Caberá aos professores esclarecer os alunos

(particularmente os mais novos) quanto à localização, no manual, dos

conceitos que estão a ser abordados.

Finalmente não posso deixar de referir que muitas das considerações feitas

ao longo do livro estão contidas, explícita ou implicitamente, nos programas

ainda em vigor, como poderá constatar-se ao lê-los, muito em particular as

notas introdutórias, as finalidades e os objectivos, as considerações que

precedem a apresentação dos conteúdos, as sugestões metodológicas e a

avaliação.

29 Como já foi referido em notas anteriores várias planificações têm vindo a sofrer alterações o que prova que são dinâmicas, e que não podem ser entendidas como modelos a seguir à risca

77

78

Ao longo dos capítulos anteriores pretendi dar pistas para reflexão sobre várias

áreas importantes no ensino da Física e da Química. Qualquer uma dessas áreas, só

por si, justificaria um tratado. Mas um professor de Física e de Química é antes de

tudo, professor. E aos professores é pedido ainda muito mais. Por isso muitos outros

aspectos deverão ser alvo de reflexão. Entre eles há um que gostaria de aflorar, e que

se prende com o clima relacional na sala de aula. Muitos professores queixam-se da

indisciplina de muitos alunos. As situações de indisciplina não são de hoje mas há

factores de indisciplina que eram menos relevantes há vinte ou trinta anos atrás,

nomeadamente o stress a que hoje os alunos estão sujeitos desde crianças. Também a

massificação do ensino, a todos os títulos desejável, e problemas dos nossos dias como

a toxicodependência, conduzem a que muitos alunos transportem para a sala de aula

mais problemas de natureza social, económica, e afectiva. A análise de todos estes

problemas cabe aos técnicos competentes, nomeadamente sociólogos e psicólogos,

pelo que não poderiam ser aqui tratados. Há, no entanto, factores de indisciplina que

podem estar relacionados com as práticas lectivas utilizadas. A este propósito não

posso deixar de citar Sebastião da Gama:

(...)Se não houvesse mais nada

(mesmo mais nada)

senão átomos,

os milhões de milhões de milhões de átomos

que compõem os milhões de milhões de milhões de galáxias

dispostos de milhões de milhões de milhões de maneiras

diferentes

teriam forçosamente de repetir,

daqui a os milhões de milhões de milhões de séculos

exactissimamente a mesma disposição que agora têm (...)

(...) Isto, é claro,

Se não houvesse mais nada

(mesmo mais nada)

senão átomos.

In “Poema do Eterno retorno”, Novos Poemas Póstumos de António

Gedeão, 1ª edição, 1990, Edições João Sá da Costa,, Lisboa

Em jeito de conclusão....

79

...O Fosco saiu, porque fez barulho- e fez barulho, porque a aula não lhe

interessou- e não lhe interessou “talvez”, porque ela não tinha interesse nenhum

– e quem devia ir para a rua era eu. (in Diário, página 125).

Também Estrela (1992), refere que o ambiente na sala de aula deve ser

estimulador de modo a suscitar o interesse e a participação dos alunos e a incentivar

o desenvolvimento da sua autonomia

Como já anteriormente referi, o problema da indisciplina não é linear. Para

além dos inúmeros factores de indisciplina já referidos, acresce que a Física e a

Química são disciplinas com grande carga conceptual e formal, pelo que não é

geralmente fácil a sua aprendizagem e se o que se passa na aula nada significa para o

aluno, provavelmente ele irá ocupar-se noutras “actividades” que muitas vezes

incluem a perturbação da aula. No entanto, acredito que investindo em estratégias

contextualizadas, tendo por base contextos relevantes para os alunos, os problemas

de indisciplina poderão ser minorados. Referi, no capítulo 5, uma situação que parece

revelar a influência da estratégia utilizada, no clima de sala de aula. É óbvio que de

um exemplo isolado não se podem tirar ilações, mas estou certa de que a minha

experiência não é única.

A finalizar gostaria de repetir o que comecei por dizer na introdução. Este livro

não tem outra pretensão que não seja a de dar um testemunho de uma professora de

Física/Química que iniciou a sua actividade aos vinte e um anos e que volvidos mais

de trinta, se lhe perguntassem o que gostaria de ser se não fosse professora de Física,

responderia “Gostaria de o ser”. Para este sentimento contribui, por certo, a

reflexão que ano após ano tenho desenvolvido juntamente com outros professores,

muito em particular os “meus estagiários”, analisando as práticas lectivas à luz dos

resultados de linhas de investigação levadas a cabo por tantos investigadores

nacionais e estrangeiros.

Se este livro tiver incrementado nos professores essa necessidade de reflexão,

então terá valido a pena escrevê-lo; caso contrário, resta-me lamentar o tempo perdido

a lê-lo.

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Para além das notas incluídas no texto acrescento mais duas que poderão, eventualmente,

ter interesse

1-

Nas referências bibliográficas poderão acrescentar-se:

Gouveia, R.(1991), A reforma Curricular. Programas de Ciências Físico-Químicas, in Revista

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Gouveia, R. (1999), A exploração de contextos problemáticos no Ensino da Física e da

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Professores de Física e Química, promovido por Areal Editores, Porto (Resumos a publicar))

2-

Não sei se, à semelhança de outros livros deste género, pensam incluir neste alguns dado sobre

o meu currículo. Caso sejam necessários, envio apenas os que considero essenciais

Licenciada em Físico-Químicas pela Universidade do Porto.

Mestre em Supervisão pela Universidade de Aveiro

Professora do Ensino Secundário, com 22 de experiência como formadora, essencialmente na

formação inicial professores embora com algumas intervenções no âmbito da formação

contínua.

Tem colaborado em projectos de investigação e é autora e/ou coautora de diversas publicações