VISITA DE ESTUDO AO JARDIM BOTÂNICO DA UNIVERSIDADE DE LISBOA Planificação, implementação e avaliação de uma atividade investigativa promotora da aprendizagem ativa das ciências Gonçalo Nuno Carreira Pereira Universidade de Lisboa – Instituto de Educação Helena Moita de Deus EB2,3 Dom Francisco Manuel de Melo Lisboa, 12 de setembro de 2015
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CONTEXTUALIZAÇÃO • As experiências de aprendizagem fora da escola
envolvem muitas características da aprendizagem formal, complementando-a, pois permitem a construção do conhecimento com significado pessoal, a realização de escolhas genuínas e de tarefas desafiadoras, o controlo sobre a aprendizagem e a colaboração com outros (Tal, 2013). • Para que as experiências sejam efetivas devem ser
planificadas, cuidadosamente implementadas e devem continuar a ser trabalhadas quando de volta à sala de aula (Dillon et al., 2006). 2
CONTEXTUALIZAÇÃO • É neste contexto que se torna fundamental uma boa
preparação das visitas de estudo, envolvendo uma visita de reconhecimento, para que o professor desenvolva situações de aprendizagem que tirem o máximo partido deste novo contexto no sentido de promover aprendizagens mais significativas (Galvão et al., 2006). • As visitas de estudo constituem assim uma extensão das aulas formais de ciências, funcionando como um elemento integrador de conteúdos/aprendizagens, em alguns casos sendo um elemento motivacional para depois consolidar as aprendizagens em sala de aula, noutros casos uma forma de consolidação das aprendizagens anteriores. • As visitas de estudo devem ser sempre estruturadas em torno
de aulas de preparação e consolidação das aprendizagens em torno delas (Orion, 2001). 3
Problema de investigação - Como desenvolver uma atividade investigativa centrada numa visita de estudo ao Jardim Botânico da Universidade de Lisboa promotora da aprendizagem das Ciências Naturais?
Objetivos da investigação - Desenvolver uma estratégia didática promotora de trabalho investigativo num museu de ciência - Avaliar formativamente o impacto da estratégia nas aprendizagens dos alunos acerca das Ciências Naturais - Refletir acerca da implementação de atividades investigativas em meio escolar
Participantes da investigação - 29 alunos de uma turma do 8.º ano de escolaridade de uma escola do concelho de Odivelas
Conteúdos Curriculares Domínio: Sustentabilidade na Terra Subdomínios: Ecossistemas e Gestão Sustentável dos Recursos
Competências investigativas Diagnosticar problemas; Planificar investigações; Analisar dados.
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Estratégia didática Aulas de Preparação • Identificação do problema • Planificação da recolha de dados
Mapas de conceitos pré Instrumentos de avaliação da definição do problema e da planificação da recolha de dados
Visita de estudo ao Jardim Botânico • Recolha de dados
Aulas de Consolidação •Análise e discussão dos resultados •Pesquisa de questões que surgiram durante a investigação •Comunicação do trabalho investigativo desenvolvido à turma •Integração com outras atividades investigativas
Notas de campo
Mapas de conceitos pós Instrumentos de avaliação da apresentação e da análise de dados Reflexão final (Análise de conteúdo) 5
Modelo Teórico dos 5 E’s Motivar
Ampliar
Avaliar
Explicar
Explorar
(Bybee, 1997) 6
Estratégia didática Aulas de Preparação • Identificação do problema • Planificação da recolha de dados
Motivar
Ampliar
Avaliar
Explorar
Explicar Mapas de conceitos pré Instrumentos de avaliação da definição do problema e da planificação da recolha de dados
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Estratégia didática Visita de estudo ao Jardim Botânico
Motivar
• Recolha de dados Ampliar
Avaliar
Explorar
Explicar
Notas de campo 8
Estratégia didática Aulas de Consolidação • Análise e discussão dos resultados • Pesquisa de questões que surgiram durante a investigação • Comunicação do trabalho investigativo desenvolvido à turma • Integração com outras atividades investigativas
Motivar
Ampliar
Mapas de conceitos pós Instrumentos de avaliação da apresentação e da análise de dados Reflexão final (Análise de conteúdo)
Avaliar
Explorar
Explicar
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Aulas de Preparação
Construção de um mapa de conceitos em IHMC CmapTools na aula de TIC tendo por base as questões: • O que é um Jardim Botânico? 10 • Qual a utilidade de um Jardim Botânico?
Aulas de Preparação
• Sorteio dos grupos de trabalho • Identificação do problema de cada grupo
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Temas dos grupos • Relações Bióticas • Adaptações a diferentes condições de humidade • Adaptações das Plantas Carnívoras • As plantas enquanto recursos naturais • Proteção da biodiversidade vegetal • Ciclo de vida das Borboletas
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Aulas de Preparação •Identificação do problema
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Aulas de Preparação •Construção do mapa de conceitos pré
14
Aulas de Preparação •Lista de exemplares
15
Aulas de Preparação •Planta do Jardim Botânico
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Aulas de Preparação Planificação da recolha de dados • Materiais necessários para a recolha de dados • Métodos
de registo dos dados – como iriam recolher os dados
• Seleção
dos dados a recolher – que dados precisavam recolher 17
Aulas de Preparação •Planificação da recolha de dados
18
Visita de Estudo ao Jardim Botânico •Recolha de dados
19
Aulas de Consolidação •Desenvolvimento
da
apresentação
PowerPoint • Orientação
do trabalho através plataforma Moodle e do email.
da
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Aulas de Consolidação •Desenvolvimento da apresentação
PowerPoint Estrutura da Apresentação: • 1.º Diapositivo - Capa
• Fases do trabalho investigativo • Problema • Planificação da recolha de dados • Recolha de dados no Jardim Botânico • Apresentação dos resultados • Discussão dos resultados • Mapa de conceitos • Conclusão • Bibliografia 21
Aulas de Consolidação • Comunicação do trabalho investigativo desenvolvido à turma
22
Aulas de Consolidação
• Comunicação do trabalho
investigativo desenvolvido à turma23
Aulas de Consolidação • Comunicação do trabalho investigativo desenvolvido à turma
•Mapas de conceitos pós
24
25
Mapa de Conceitos Final Sobre o Jardim Botânico
26
Aulas de Consolidação • Integração com outras
atividades investigativas
Atividade investigativa “O nível do mar está a subir!” 27
Aulas de Consolidação • Integração com outras
atividades investigativas
28
Aulas de Consolidação • Integração com outras
atividades investigativas
Atividade investigativa “A Terra é uma estufa?” 29
Aulas de Consolidação
•
Integração com outras atividades investigativas
Atividade investigativa “A Terra é uma 30estufa?”
Aulas de Consolidação • Integração com outras
atividades investigativas
IPCC Report 2013 31
Aulas de Consolidação • Integração com outras
atividades investigativas
32
Aulas de Consolidação • Integração com
outras atividades investigativas
IPCC Report 2007 33
Aulas de Consolidação • Integração com outras
atividades investigativas
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Avaliação Fontes de recolha de dados Análise dos dados Mapas de conceitos pré e pós Grelha de análise quantitativa Planificação e apresentação Tabela de verificação para avaliar a da investigação definição do problema da investigação Tabela para avaliar a planificação da investigação
Reflexão final Notas de campo
Tabela para avaliar a recolha, o tratamento e a discussão dos dados da investigação Análise de conteúdo Análise de conteúdo 35
Avaliação Tabela de verificação para avaliar a definição do problema da investigação desenvolvida na visita ao Jardim Botânico
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Avaliação • Os
alunos mostraram interesse e motivação ao utilizar os
concept cartoons. •A
sua exploração permitiu que os grupos formulassem
problemas adequados, abertos e resolúveis nas condições
existentes. • Apenas um grupo formulou um problema pouco abrangente.
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Avaliação • Grelha de análise quantitativa dos mapas conceptuais
• Itens a avaliar: • Número de conceitos • Número de ligações corretas/incorretas • Número de ligações cruzadas • Número de preposições corretas/incorretas • Número de níveis hierárquicos
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Resultados da aplicação da grelha de análise quantitativa dos mapas de conceitos 60
50
40
30
20
10
0 Inicial
Final
Grupo 1
Inicial
Final
Grupo 2
Inicial
Final
Grupo 3
Inicial
Final
Grupo 4
N.º de conceitos
N.º de ligações corretas
N.º de proposições corretas
N.º de níveis hierárquicos
Inicial
Final
Inicial
Grupo 5
Final
Grupo 6
N.º de ligações cruzadas 39
Avaliação •O
mapa de conceitos inicial permitiu compreender as ideias prévias dos alunos e o final funcionou como um elemento estruturador e de síntese dos dados e da respetiva análise, permitindo também integrar a informação recolhida.
• Os grupos que apresentaram o mapa final mais complexo foram aqueles que
fizeram uma análise e discussão dos resultados mais aprofundada e estruturada. •A
avaliação dos mapas conceptuais pré e pós-visita de cada grupo realizouse com base numa análise quantitativa, verificando-se um aumento dos números de conceitos, de ligações corretas, de ligações cruzadas, de preposições corretas e de níveis hierárquicos (fig. 1)
• O número de ligações cruzadas apresentado foi reduzido. • O grupo 1 apresentou o mapa de conceitos pós igual ao pré, mesmo após ter
recebido o feedback formativo.
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Avaliação Tabela para avaliar a planificação da investigação desenvolvida na visita ao Jardim Botânico
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Avaliação • Os
grupos identificaram os materiais necessários à investigação, incluindo materiais de escrita e máquinas fotográficas.
• Relativamente
aos métodos de registo de dados, houve quatro grupos que não os explicitaram na planificação inicial, tendo-os explicitado na comunicação da sua investigação.
• No
que diz respeito à seleção dos dados a recolher para responder ao problema, vários grupos não os explicitaram nem inicialmente, nem na apresentação final.
•A
fase de planificação permitiu aos alunos refletir sobre o trabalho que iriam realizar. Esta preparação possibilitou um trabalho mais autónomo no Jardim Botânico e também ajudou a que os alunos soubessem as tarefas que tinham de realizar de forma a não se sentirem perdidos na realização da tarefa. 42
Avaliação •O
conhecimento prévio das espécies de seres vivos que iriam estudar permitiu a sua fácil identificação, dando aos alunos uma grande satisfação e confiança, resultando num maior envolvimento.
• Quando
chegámos ao jardim botânico e passámos pela zona das plantas xerófitas um aluno de um grupo que iria estudar o dragoeiro disse: “Esta é nossa! É o dragão!”
•
Durante a visita, os alunos tiraram apontamentos e fotografias das plantas e dos placares informativos.
• Alguns
grupos não selecionaram a informação de acordo com o problema definido.
• Os
alunos mostraram-se bastante empenhados e motivados na realização deste trabalho. 43
Avaliação Tabela para avaliar a recolha, o tratamento e a discussão dos dados da investigação desenvolvida na visita ao Jardim Botânico
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Avaliação • A apresentação da investigação foi preparada pelos alunos, fora da sala de aula e
os grupos entregaram as primeiras versões das apresentações via correio eletrónico. • Nestas foram detetados aspetos a melhorar, nomeadamente o incumprimento das instruções previamente fornecidas. • Um grupo apresentou os resultados sem selecionar os dados recolhidos de acordo com a problemática. • Neste feedback deram-se sugestões e os alunos melhoraram diversos aspetos da apresentação das suas investigações. • Quanto à seleção dos dados, verificou-se que um grupo não recolheu toda a informação necessária à resolução do seu problema e outro grupo usou dados recolhidos na internet, por não ter recolhido no JBUL os dados adequados à resolução do seu problema. • A organização, tratamento e análise descritiva dos dados realizaram-se de forma adequada por todos os grupos. • Muito embora os trabalhos apresentados tenham sido muito ricos, considera-se que a discussão dos resultados foi limitada. Para tal pode ter contribuído a falta de competências de argumentação de alguns alunos da turma. 45
Avaliação Reflexão individual acerca da atividade. • Questões a que os alunos responderam: • 1. O que é um Jardim Botânico e para que serve? • 2. O que aprendeste relativamente ao tema que
investigaste?
• 3. Identifica as fases do trabalho investigativo que
realizaste?
• 4. O que gostaste mais na atividade? • 5. O que gostaste menos na atividade? 46
Avaliação • As reflexões dos alunos foram alvo de uma análise de conteúdo.
1. O que é um Jardim Botânico e para que serve? • 21
alunos identificaram o jardim botânico era um espaço com plantas, mas alguns alunos também falaram de animais incluindo as borboletas.
• Os
alunos também identificaram os espaços existentes no jardim botânico. 5 alunos referiram a estufa, 4 o borboletário e 3 o laboratório.
• 19
alunos identificaram o jardim botânico como um espaço para aprender/estudar e 18 para a preservação das espécies. Alguns alunos ainda referiram outras atividades que se podem fazer no jardim botânico, a referir: investigar; observar; visitar; plantar plantas; espaço de lazer e espaço de cultura. 47
Avaliação 2. O que aprendeste relativamente ao tema que investigaste? Tipologias das respostas
Núnmero de alunos (N=29)
25
20
15
10
5
0
Identifica o tema de trabalho
Enumera um Faz a conjunto de generalização aprendizagens das aprendizagens
Apresenta exemplos acerca das espécies
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Avaliação 3. Identifica as fases do trabalho investigativo que realizaste?
Núnmero de alunos (N=29)
30 25 20 15 10 5 0
49
Avaliação Avaliação qualitativa da identificação das fases do trabalho investigativo 12
Núnmero de alunos (N=29)
10 8 6 4 2 0
Descreve de forma detalhada Descreve parcialmente as Descreve duas ou menos fases as fases do trabalho fases do trabalho investigativo do trabalho investigativo 50 investigativo
Avaliação 4. O que gostaste mais na atividade? • No que se refere à questão 4 houve uma grande dispersão das respostas. •7
alunos gostaram mais da aprendizagem de novas coisas sobre as plantas.
• 4 alunos gostaram mais de procurar as plantas com um mapa. • Os
alunos parecem ter gostado de realizar a pesquisa no jardim botânico de forma autónoma, tendo dois alunos referido que sentiram a experiência como uma espécie de aventura.
• Uma
aluna fez a alusão à semelhança do trabalho desenvolvido com o dos cientistas.
51
Avaliação
Exemplos de respostas à questão 4.
52
Avaliação 5. O que gostaste menos na atividade? • 8 alunos referiram que o gostaram menos foi o facto de estar a chover. • 6 alunos mencionaram não ter nada a apontar. • 4 alunos identificaram a realização do mapa de conceitos. • 4 alunos indicaram 0 processamento/organização de dados.
Exemplos de respostas à questão 5
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Considerações finais • O desenvolvimento
de atividades que promovam uma aprendizagem ativa podem permitir o desenvolvimento de um leque mais alargado de competências investigativas, como diagnosticar problemas, planificar e desenvolver investigações, analisar dados, pesquisar informação, comunicar, trabalhar em grupo, entre outras. • Na implementação de atividades investigativas, recomenda-se que os alunos desenvolvam competências investigativas noutros contextos (realização de atividades experimentais e de tomadas de decisão, etc.). • A qualidade da planificação da investigação a realizar no JBUL é crucial, facilitando o trabalho autónomo dos alunos que, devido à dimensão do local, ficam com acesso limitado às orientações do professor. • Considera-se fundamental uma cuidadosa preparação prévia pelo professor e um acompanhamento das atividades com feedback constante, de modo a assumir um papel tutorial, monitorizando e questionando o trabalho investigativo. • O feedback formativo fornecido orienta para a melhoria e evolução das aprendizagens incentivando o envolvimento, a autonomia e criatividade no processo de aprendizagem do aluno (Harlen, 2007). 54
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Dillon, J.; Rickinson, M.; Teamey, K.; Morris, M.; Choi, M. Y; Sanders, D. & Benefield, P. (2006). The value of outdoor learning: evidence from research in the UK and elsewhere. School Science Review, 87(320), 107-111.
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Flick, L., & Lederman, N. (ed.) (2006). Scientific inquiry and nature of science: Implications for teaching, learning, and teacher education. Dordrecht: Springer.
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Galvão, C., Reis, P., Freire, A., Oliveira, T. (2006). Avaliação de competências em ciências: Sugestões para professors dos ensinos Básicos e Secundário. Porto: Asa.
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Harlen, W. (2007). Assessment of learning. London: Sage.
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Lederman, N., & Lederman, J. (2013). Nature of scientific knowledge and scientific inquiry: Building instructional capacity through professional development. In Fraser, B., Tobin, K., & McRobbie, C. (Ed.). Second international handbook of science education. Dordrecht: Springer, 335-359.
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Tal, T. (2013). Out-of-School: Learning Experiences, Teaching and Students’ Learning. In Fraser, B.; Tobin, K. & McRobbie, C. (Ed.). Second international handbook of science education (1109-1122). Dordrecht: Springer. 55
VISITA DE ESTUDO AO JARDIM BOTÂNICO DA UNIVERSIDADE DE LISBOA Planificação, implementação e avaliação de uma atividade investigativa promotora da aprendizagem ativa das ciências Gonçalo Nuno Carreira Pereira Universidade de Lisboa – Instituto de Educação
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[email protected] Lisboa, 12 de setembro de 2015
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