Guidelines para o desenvolvimento de atividades em espaços interativos de ciência

III Congresso Internacional das TIC na Educação

Guidelines para o desenvolvimento de atividades em espaços interativos de ciência

Guidelines for technology-enhanced learning activities in a live science school setting

João Filipe Matos1, Ana Pedro1, Pedro Patrocínio1, João Piedade1 e Nuno Dorotea1 1Instituto

de Educação da Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal, [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Resumo:

O objetivo central desta investigação residiu na compreensão de como os professores se apropriam e utilizam as tecnologias digitais como recursos estruturantes ao trabalho desenvolvido pelos seus alunos num centro de ciência interativo. Procurando percecionar como acontece a aprendizagem, estruturou-se um framework conceptual e respetivos princípios orientadores para o desenvolvimento de atividades pedagógicas. Os professores utilizaram o framework definido para preparar atividades que promovessem (i) a interação dos alunos com os módulos expositivos, (ii) a experimentação, (iii) a recolha e análise de dados e (iv) a troca com os colegas. Do ponto de vista metodológico, o estudo assumiu um caráter exploratório, com uma perspetiva qualitativa, recolhendo dados junto dos professores envolvidos no projeto. Os resultados evidenciaram que os docentes consideraram quer o framework conceptual, quer as linhas orientadoras como fundamentais ao desenvolvimento de atividades de aprendizagem.

Palavras-chave:

Aprendizagem, Espaços Interativos de Ciência, Educação Não Formal

Abstract:

The aim of this study is to understand how teachers appropriate and use digital technologies as structuring resources for their students learning science and mathematics within an interactive science centre. In order to understand how learning happens, a conceptual framework and guidelines were developed for teachers to prepare and run activities with children. Teachers use the framework to setup activities to promote interaction of children with existing modules in the exhibitions, making experiments, collecting data, analysing it and sharing the results with their peers. On the methodological level, this study assumes an exploratory nature with a qualitative perspective, involving the teachers participating in the project. The results show that teachers considered the conceptual framework and guidelines necessary as well as extremely useful and stimulating for the development of learning activities.

Keywords:

Learning; Interactive Science Museums, Nonformal Education

1. INTRODUÇÃO Os museus e centros de ciência - como espaços não formais de aprendizagem - são um terreno fértil e difícil de replicar nos ambientes escolares tradicionais, constituindo uma oportunidade para proporcionar novas formas

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de aprendizagem. Estes espaços possibilitam, tendencialmente, uma participação e interação mais ativa por parte dos jovens que os visitam, encorajando-os à exploração mais aprofundada no domínio da ciência. No entanto, alguns estudos (Griffin, 2004; Tal e Morag, 2007) indicam que os alunos em contexto de visita escolar, nem sempre têm oportunidade de explorar todas as potencialidades existentes nos espaços referidos. A Escola Ciência Viva (ECV) é um projeto educativo da Ciência Viva - Agência Nacional para a Cultura Científica e Tecnológica Portuguesa – que funciona desde o ano letivo 2010/2011 no Pavilhão do Conhecimento. Este projeto pretende desenvolver práticas de ensino e de aprendizagem num centro de ciência para alunos do 1º ciclo do Ensino Básico (CEB). Nos primeiros dois anos de funcionamento, a ECV operou no quadro da colaboração estabelecida com o Agrupamento de Escolas Fernando Pessoa, recebendo alunos de três escolas do 1º CEB da zona oriental da cidade de Lisboa. No ano letivo 2012/2013, o projeto foi alargado à restante cidade de Lisboa, tendo abrangido a totalidade de agrupamentos da cidade, num total de 56 turmas, envolvendo 56 professores e cerca de 1500 alunos, distribuídos pelos quatro anos de escolaridade. No ano letivo seguinte, o projeto considerou igualmente a totalidade de agrupamentos da cidade de Lisboa, envolvendo contudo apenas três anos de escolaridade (do 2º ao 4º ano) e abarcando o mesmo número de turmas, professores e alunos. Durante o ano, em cada semana, duas turmas do 1º ciclo vivem as suas atividades durante o dia no Pavilhão do Conhecimento – Ciência Viva (espaço de divulgação científica e tecnológica) em salas de aula próprias, beneficiando dos recursos disponíveis, das exposições patentes e dos recursos humanos do espaço. Aos professores cabe organizar e planear atividades que potenciem a criação de oportunidades de aprendizagem através da interação dos alunos com os módulos das exposições e com os espaços de ciência, atividades essas que têm um carater exploratório, experimental e investigativo. No âmbito do desenvolvimento dessas atividades as Tecnologias de Informação e Comunicação são utilizadas como elementos de mediação relevantes quer para o tratamento de informação por parte dos alunos, quer para a produção de resultados e conclusões das atividades que estes desenvolveram. Como suporte à preparação e organização destas atividades foi estabelecido um protocolo entre a Escola Ciência Viva e o Centro de Competência em Tecnologias e Inovação do Instituto de Educação da Universidade de Lisboa, cujo objetivo incidia na conceção e desenvolvimento de propostas de trabalho que relacionassem o espaço do Pavilhão do Conhecimento com o currículo nacional de 1º ciclo português, focando simultaneamente o desenvolvimento profissional docente.

2. APRENDIZAGEM EM CENTROS DE CIÊNCIA A aprendizagem em ciência tem sido encarada como aspeto central ao desenvolvimento cognitivo das crianças, sendo essa aprendizagem potenciada pela maior sensibilização para os conceitos científicos e para as atividades experimentais. Contudo, nem sempre as escolas têm sido espaços privilegiados onde ocorram estas aprendizagens, tornando fundamental a cooperação entre o espaço escolar e outros espaços educativos. Neste sentido, a colaboração entre escolas e espaços científicos cria oportunidades para que os alunos (de diferentes idades) possam desenvolver atividades experimentais distintas das que realizam nas escolas, potenciando o seu desenvolvimento e, consequente, uma maior motivação para a ciência (Boaventura, Faria, Chagas & Galvão, 2011). Nos alunos de 1º ciclo do ensino básico o interesse e a curiosidade para fenómenos científicos estão presentes (Brown, 1997, cit. por Boaventura et al., 2011), sendo fundamental nesta faixa etária estimular a literacia científica, recorrendo a atividades baseadas em metodologias de inquiry-based learning em contextos reais. No mesmo sentido, torna-se necessário igualmente contribuir para o desenvolvimento profissional do professor através da estruturação de novas estratégias de ensino-aprendizagem que baseadas em metodologias inovadoras potenciem a construção de uma literacia científica estruturada. Esta necessidade é defendida por autores como Day (2001) ou Morais e Medeiros (2007) que salientam que todos os processos de desenvolvimento profissional docente são interativos, inacabados e dependentes do próprio sujeito, estando também dependentes do que o meio oferece e das relações que cada pessoa estabelece com o que o rodeia. De forma a contribuir para esta reflexão sobre estratégias de ensino-aprendizagem e para a estruturação de atividades que estabeleçam a ponte entre o espaço científico (comunidades científicas) e o currículo (prática escolar) desenvolveu-se um conjunto de princípios estruturantes para o design de atividades em ciência. Estas orientações preveem a estruturação de atividades com uma arquitetura modular e flexível para o professor.

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3. GUIÕES DE ATIVIDADE O desenvolvimento de guiões de atividade centrou-se na procura e produção de um instrumento para a ação que orientasse por um lado o professor a planificar as atividades dos alunos e por outro que tivesse uma natureza pluridimensional que permita enquadrar o docente na sua prática. Complementarmente, os guiões têm um caracter dinâmico e são adaptados aos alunos mediante as suas características etárias, académicas e de desenvolvimento. Assim, os guiões de atividade incluem:  os objetivos gerais da atividade e a sua relevância prática;  o enquadramento científico;  o mapa conceptual resultante da análise dos conceitos centrais desenvolvidos;  os recursos a utilizar com ligação explícita ao seu papel e aos objetivos que servem;  as estratégias de ação e fases de desenvolvimento;  o plano de ação e os papéis de cada um dos participantes;  os produtos a desenvolver;  as formas de avaliação da atividade. Considera-se que a metodologia a usar na construção de guiões de atividade para espaços não formais de educação, em especial para a ECV, deve contemplar alguns princípios, nomeadamente:  as estratégias a seguir na atividade, indicadas no guião, devem ser coerentes com a perspetiva pedagógica e objetivos da atividade que se pretende colocar em prática;  o guião deve ser pensado com uma arquitetura modular da atividade que permita ao professor a sua adaptação aos seus objetivos pedagógicos e/ou curriculares;  o guião deve contemplar a possibilidade de uma utilização flexível e/ou parcial por parte do professor;  o guião deve recorrer de forma sistemática a uma fórmula de aprofundamento de conhecimento permitindo ao professor caminhos de desenvolvimento em que este se sinta seguro. Entendendo como fundamental a integração plena de guiões de atividade nas práticas letivas dos professores, o objetivo central deste artigo prende-se com a perceção que os docentes têm sobre a apropriação de guiões de atividade tecnologicamente enriquecidos na sua prática letiva. Este objetivo operacionaliza-se na (i) utilização de guiões nas atividades desenvolvidas; (ii) no papel desempenhado pelas tecnologias nessa integração e (iii) nos contributos da utilização de guiões e da experiência vivenciada na ECV para o desenvolvimento profissional docente.

4. METODOLOGIA Tendo por base o objetivo principal da investigação - a necessidade de percecionar, por parte dos professores participantes no projeto, a implicação dos guiões de atividade suportados por tecnologias na Escola Ciência Viva na prática letiva - este estudo procura conheceras conceções sobre a integração das tecnologias nas atividades docentes. A estrutura metodológica assumida assenta numa perspetiva qualitativa como organizadora do processo de recolha e análise de dados, tendo o estudo um cariz exploratório. Entende-se assim a investigação como um processo indutivo, onde se procura perceber “ideias, descobrir significados nas ações individuais e nas interações sociais a partir da perspetiva dos atores intervenientes no processo” (Coutinho, 2011, pág. 26). Como método de recolha de dados recorreu-se à entrevista focus group, por se entender que através desta seria possível obter visões diversificadas por parte dos professores, tendo deste modo acesso às suas perceções dos sobre a temática de investigação, permitindo consequentemente o desenvolvimento de conexões e relações entre conceitos e enriquecendo a investigação (Mack, Woodsong, MacQueen, Guest & Namey, 2005). No que concerne a entrevista focus group, esta caracteriza-se pela discussão de uma dada temática relativa ao objetivo de investigação, assente em temas pré-determinados e sequenciados (Krueger, 1994). O guião de entrevista construído através das orientações de autores como Bogdan e Biklen (1994) ou Mack et al. (2005), desenvolveu-se em duas dimensões, operacionalizadas em três subdimensões, que por sua vez se estruturam em questões orientadoras. Neste artigo de investigação apenas se irá focar a terceira subdimensão (SD3) relativa aos contributos das atividades na ECV para o desenvolvimento profissional docente. A tabela 1 apresenta a operacionalização das dimensões em questões de investigação.

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Tabela 1: Guião da entrevista Dimensões

Subdimensões

Questões orientadoras

SD1: Estrutura das atividades D1: Atividades da ECV

SD2: Impacto das atividades D2:

Desenvolvimento

profissional docente e ECV

SD3:

Contributos

das

atividades ECV para o DPD

- Organização dos tempos semanais/atividades; - Adequação das atividades calendarização efetuada; - Relação das atividades com o currículo; - Identificação de atividades mais e menos adequadas; - Sugestões de atividades a desenvolver; - Aplicabilidade de ferramentas e atividades realizadas na ECV na atividade docente (preparação de aulas, etc.) e nas práticas letivas na ECV; - Enumeração de necessidades sentidas (formação, recursos, suporte); - Adequação de tempo na ECV? - Follow-up de atividades/temas abordados na ECV na sala de aula - Que necessidades sentiram durante a semana na ECV? - De que forma a experiência na ECV contribuiu para o vosso desenvolvimento profissional? - Experiência na ECV contribuiu para uma maior motivação para a utilização de tecnologias? - Organização do tempo - Ações recomendadas aos responsáveis da ECV (formação, recursos humanos, técnicos, etc.)?

Estruturado em dois anos letivos, os participantes são professores de 1º ciclo de agrupamentos de escolas da cidade de Lisboa. Assim, em 2011/2012 participaram cinco professores e em 2012/2013 participaram 20. Estes professores lecionaram anos letivos diferentes, havendo representação dos quatro anos de escolaridade. Após a prévia autorização para a recolha de dados dada pelos participantes da investigação, procedeu-se à entrevista focus group, recolhendo os dados através de gravação-áudio tendo sido usado o guião de entrevista apresentado na Tabela 1. O caráter específico dos guiões e das atividades desenvolvidas na ECV levou à opção de realização das entrevistas por anos de escolaridade, tendo-se efetuado assim três entrevistas (uma em 2011/2012 e duas em 2012/2013). As três entrevistas realizadas tiveram uma duração variável.

5. RESULTADOS Os resultados que se apresentam constituem uma visão acerca do objetivo e das questões colocadas. Esperase que a análise em curso permita alargar e consolidar estes resultados fornecendo simultaneamente orientações para o trabalho futuro. A estruturação em torno de categorias de desenvolvimento pretende assim contribuir para refletir sobre a temática em estudo, considerando o objetivo de investigação central.

5.1. Contributos da semana ECV para as práticas docentes Os professores entrevistados começaram por assinalar a importância da preparação prévia das atividades a realizar pela turma na Escola Ciência Viva. Esta atividade é fundamental para potenciar as estratégias desenvolvidas dentro de sala de aula, ao mesmo tempo que possibilita a transposição dessas mesmas ações para fora da semana passada na ECV. No regresso à sua escola de origem os professores e os alunos realizaram, quase na totalidade, atividades de ciência, replicando assim algumas das experiências efetuadas no Pavilhão do Conhecimento. Estas atividades aconteceram maioritariamente em contexto escolar, permitindo aos alunos mostrar aos colegas das outras turmas de escola a sua experiência na ECV, facto que possibilitou quer a colaboração entre professores, favorecendo desse modo a interdisciplinaridade, quer a cooperação entre alunos, reforçando a motivação destes para a aprendizagem em ciência. O desenvolvimento e utilização dos Guiões de Atividade na preparação e delineamento de ritmos e propostas de trabalho revela-se um elemento essencial e um recurso de trabalho imprescindível.

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5.2. Papel das tecnologias nas práticas letivas Relativamente às atividades desenvolvidas durante a semana em contexto de sala de aula e no espaço do Pavilhão, os professores realçaram a possibilidade de utilização das diferentes tecnologias disponibilizadas, nomeadamente os tablets, os computadores portáteis e os quadros interativos. Estes recursos possibilitaram registar as atividades experimentais e contribuíram para a sua posterior análise e reflexão. Neste domínio, os docentes assinalaram igualmente a importância da formação obtida, quer formal, quer informalmente. O contacto com os colegas e com os formadores neste tema é considerado essencial para que os professores possam aceder aos guiões de atividade e às propostas de trabalho com antecedência, permitindo-lhes apropriar-se das mesmas, adaptá-las aos seus objetivos e produzir novas propostas a partir das existentes.

5.3. Aprendizagem em Ciência A necessidade da formação em atividades experimentais ocorrer antes da deslocação dos professores à ECV é também salientada, contribuindo deste mesmo modo para a preparação da semana e para a planificação das atividades quer dentro, quer fora da sala de aula. A possibilidade de uma interação com a ciência em várias vertentes (exposições, experiências, conversa com cientistas) contribui, segundo os professores para um aumento significativo da motivação dos alunos, sendo que este facto também potencia o cumprimento dos objetivos do currículo, dado o interesse acrescido dos alunos pelos diferentes temas trabalhados. Salienta-se, no entanto, a necessidade de realizar a discussão subsequente das atividades realizadas, de forma a consolidar e organizar as aprendizagens dos alunos. Essa reflexão é entendida como essencial à apropriação dos conteúdos científicos e ao desenvolvimento de competências na área das ciências experimentais.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS O modelo implementado na ECV apresenta uma estrutura diferenciadora do modelo tradicional no que respeita à organização das visitas escolares, que normalmente contempla as visitas guiadas ao longo da exposição e palestras curtas sobre diferentes factos relacionados com os objetos, geralmente distante dos interesses dos alunos. Autores como Bell (2003) e Boaventura et al. (2011) referem que os alunos num museu de ciência interativo, quando realizam diferentes atividades, não aprendem só sobre ciência, mas também compreendem conceitos científicos e processos essenciais, tais como a formulação de hipóteses, observação e produção de resultados. Neste sentido, ao colocar a sala de aula no museu estabelece-se uma conexão direta entre a atividade e os objetos e experiências que incorporam os conceitos e os processos científicos. No entanto, com este tipo de configuração surgem vários desafios para o professor, no sentido de que este precisa de definir a fronteira e a articulação das atividades entre os diversos espaços das exposições e a sala de aula. Os resultados do projeto a decorrer na ECV mostram que os professores estão cientes da sua responsabilidade para com os alunos e da necessidade de assumirem o desafio de repensar a sua atividade docente, como uma oportunidade para o seu desenvolvimento profissional. Os resultados preliminares deste projeto têm acentuado a necessidade de aproximação entre espaços educativos formais, como a escola, de espaços educativos não formais, onde a participação e a exploração dos recursos existentes contribui para um aprofundamento quer de conceitos e conhecimentos científicos, quer para o desenvolvimento de competências transversais, por parte de alunos e por parte de professores.

REFERÊNCIAS Boaventura, D., Faria, C., Chagas, I. & Galvão, C. (2011). Promoting Science Outdoor Activities for Elementary School Children: Contributions from a research laboratory. International Journal of Science Education. Retrieved from http:// dx.doi.org/10.1080.09500693.2011.583292 Bogdan, R., & Biklen, S. (1994). Investigação qualitativa em educação. Uma introdução à teoria e aos métodos. Porto: Porto Editora. Coutinho, C. P. (2011). Metodologia de Investigação em Ciências Sociais e Humanas, Teoria e Prática. Coimbra: Edições Almedina. Day, C. (2001). Desenvolvimento profissional de professores: Os desafios da Aprendizagem permanente. Porto: Porto Editora.

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Lave, J. & Wenger, E. (1991). Situated Learning: legitimate peripheral participation. Cambridge: Cambridge University Press. Mack, N., Woodsong, C., MacQueen, K., Guest, G. & Namey, E. (2005). Qualitative Research methods: A data collector’s Field Guide. North Carolina: USAID. Vartiainen, A. & Enkenberg, J. (2013). Learning from and with museum objects: design perspectives, environment, and emerging learning systems. Education Tech Research Development, Vol.61, 841–862 Wenger, E. (1998). Communities of Practice: Learning, meaning and identity. Cambridge: Cambridge University Press.

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