Desenvolvimento e Aprendizagem de Conceitos Biofisicoquímicos em Uma Situação de Estudo: mapa conceitual e metaconceitual como instrumentos de investigação

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   ALEXANDRIA Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, v.5, n.1, p.85-111, maio 2012 ISSN 1982-153  85 Desenvolvimento e Aprendizagem de Conceitos Biofisicoquímicos em Uma Situação de Estudo: mapa conceitual e metaconceitual como instrumentos de investigação *   OTAVIO ALOÍSIO MALDANER  1 , LAÍS BASSO COSTA-BEBER  2 , ANIARA RIBEIRO MACHADO 3 1  Grupo Interdepartamental de Pesquisa sobre Educação em Ciências, Departamento de Ciências da Vida e Saúde,  Programa de Pós-Graduação em Educação nas Ciências-Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, maldaner@unijui.edu.br   2 Grupo Interdepartamental de Pesquisa sobre Educação em Ciências, Programa de Pós-Graduação em Educação nas Ciências  –   Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, laisbeber@yahoo.com.br 3 Grupo Interdepartamental de Pesquisa sobre Educação em Ciências-Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, aniara_m@hotmail.com  Resumo.  Neste artigo apresentam-se dados de investigação sobre processo de ensino e aprendizagem desenvolvido a  partir de atividade curricular temática interdisciplinar e discutem-se fundamentos teórico-metodológicos de desenvolvimento de uma Situação de Estudo (SE) na área do conhecimento das Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Apresentam-se resultados de investigação realizada a partir do acompanhamento de aulas de Química e da apresentação de trabalho interdisciplinar durante o desenvolvimento de uma SE em turma de 2º ano do Ensino Médio. Professoras de Biologia, Física e Química desenvolveram uma SE tendo como preocupação central significar o conteúdo “ energia ”   focando diversos processos de interconversões biofisicoquímicos.   Com a investigação, foi  possível mapear os conceitos relacionados e significados pelos estudantes, os quais foram necessários para o entendimento dos processos focados. A produção de mapas conceituais diferentes, bem como de um mapa metaconceitual, mostrou-se instrumento útil de investigação da situação estudada. Abstract. This article presents data from research about teaching and learning process developed from an interdisciplinary thematic curricular activity and discusses theoretical and methodological fundamentals of development of a Study Situation in the knowledge area of the Nature Science and their Technologies. Are presented results from research conducted from the accompaniment of Chemistry classes and the presentation of interdisciplinary work during the development of a Study Situation into a class of 2nd year of high school. Teachers of Biology, Physics and Chemistry developed a Study Situation with the central concern to mean the content "energy" focusing various processes of biophysical-chemical inter-conversions. With the investigation, it was  possible to chart the related concepts and has a signification attributed by the students, which were necessary for the understanding of processes focused. The production of different conceptual maps, as well as a meta-conceptual map, showed to be an useful instrument of investigation of the situation studied. Palavras-chave:  Investigação em Ensino de Ciências; Interconversões de Energia; Sistemas  conceituais. Keywords: Investigation in Science teaching; inter-conversions of energy; conceptual systems. INTRODUÇÃO Discussões acerca de propostas que visam à reorganização do currículo têm se tornado cada vez mais o foco de estudos junto a grupos de pesquisa na área da educação nas Ciências, a *   Este trabalho resulta de reformulação e ampliação de pesquisa apresentada no VII Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, em 2009 (VII ENPEC, Florianópolis, Brasil).  OTAVIO ALOÍSIO MALDANER, LAÍS BASSO COSTA-BEBER, ANIARA RIBEIRO MACHADO   86 exemplo do Gipec-Unijuí (Grupo Interdepartamental de Pesquisa sobre Educação nas Ciências, da Unijuí), que vem realizando estudos investigativos tanto na produção quanto no desenvolvimento de Situações de Estudo (MALDANER; ZANON, 2001). Nesse texto apresenta-se resultados de uma das pesquisas desenvolvidas sobre a produção e acompanhamento de currículo organizado em Situações de Estudo (SE) na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias  –   CNT. As SE são produções coletivas com participação de professores de escola e  professores e estudantes das licenciaturas e mostram-se promissoras na reorganização curricular na área de conhecimento das CNT (PANSERA-DE-ARAÚJO; AUTH; MALDANER, 2007; AUTH; et al  , 2009). Para o presente artigo, foram analisados aspectos do processo de elaboração, reelaboração, desenvolvimento e sistematização da SE “Interconversões de energia em processos biofisicoquímicos ”, com vistas a responder à s seguintes questões centrais de pesquisa: Ao desenvolver os   componentes disciplinares de uma área de conhecimento, como a das CNT, mesmo conduzidos por professores graduados cada qual em seu componente (Física, Química, Biologia) é possível contemplar a contextualização e a interdisciplinaridade dos conceitos e conteúdos centrando o foco sobre uma única situação? Os estudantes passam a desenvolver uma atitude inter e transdisciplinar quando lhes é solicitado à produção de um trabalho com essas características? Os professores conseguem reorganizar seus conteúdos sempre com vistas ao mesmo foco?   Era objetivo do grupo tomar consciência sobre movimentos que ocorrem em uma reorganização curricular fundamentada em princípios como a contextualização e a interdisciplinaridade. Outro objetivo era o de identificar e explicitar relações conceituais estabelecidas pelos estudantes através de um instrumento de planejamento e análise como os mapas conceituais.  Na reorganização curricular com base em SE, é pressuposto enfatizar a significação conceitual de forma intencional e sistematizada, que se considera a função central da escola (VIGOTSKI, 2008). É na escola, também, que se deve ensinar conhecimentos que não seriam aprendidos em outros contextos da vida das pessoas, e constituem uma nova forma de pensar o mundo (YOUNG, 2007).  APRENDIZAGEM DE CONCEITOS BIOFISICOQUÍMICOS EM UMA SITUAÇÃO DE ESTUDO 87 ASPECTOS METODOLÓGICOS DA PESQUISA A pesquisa teve como foco a SE “Interconversões de energia em processos biofisicoquímicos” que fora desenvolvida nos componentes curriculares da área CNT em uma turma do 2º ano do Ensino Médio de escola parceira. A análise enfatizou o ordenamento e algumas relações dos conceitos e conteúdos identificados durante a produção da SE, no decorrer das aulas de Química e nas apresentações dos trabalhos interdisciplinares nas interações  professora(s)/alunos. Com a intenção de apresentar os conteúdos e conceitos biofisicoquímicos que nortearam o processo de planejamento da SE, elaborou-se um mapa conceitual (figura  –   02), a partir de discussões junto a alguns integrantes do Gipec-Unijuí que participaram da construção e reconstrução da SE em primeiro momento. A análise do desenvolvimento da SE em aula teve como foco um dos componentes curriculares, no caso, as aulas de Química, que foram videogravadas e transcritas. Nessa etapa, os conceitos também foram organizados por meio da construção de um mapa conceitual (figura - 03). O olhar voltou-se também para a significação dos conteúdos e conceitos  biofisicoquímicos introduzidos durante a SE, em que o material empírico compreendeu as transcrições das apresentações   de um trabalho de pesquisa interdisciplinar encaminhado conjuntamente pelos professores de Biologia, Física e Química. A partir disso, foi construído um mapa denominado metaconceitual (figura - 04), que explicita os conceitos e conteúdos significados de alguma maneira pelos estudantes. Este trabalho de pesquisa encaminhado junto aos estudantes tinha como objetivo avaliar as aprendizagens ocorridas durante a SE, para tanto, foi-lhes solicitado uma produção de pesquisa escolar sobre diversos tipos de energia e suas relações, com a produção de um texto escrito e, depois, sua apresentação oral, em que tinham disponibilidade de projeção com multimídia. Para preservar a identidade dos sujeitos da pesquisa, nos turnos de fala utilizados neste texto, “A” representa aluno e “P” professora. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A   criação de núcleos de estudo e pesquisa, envolvendo professores de escolas e formadores de professores, estudantes de licenciaturas e de pós-graduação das áreas de educação e ensino, com vistas à melhoria da educação científica em todos os níveis, vem sendo defendida como projeto fecundo de formação inicial e continuada de professores (BRASIL, 1999; MALDANER; ZANON, 2010). Ao aceitar este princípio, participantes do Gipec-Unijuí vêm  OTAVIO ALOÍSIO MALDANER, LAÍS BASSO COSTA-BEBER, ANIARA RIBEIRO MACHADO   88 realizando e divulgando trabalhos com o objetivo de contribuir no debate sobre a produção e desenvolvimento de currículos escolares mais consistentes, tendo como base necessidades atuais dos estudantes, como, por exemplo, discutir questões culturais ligadas ao seu contexto tecnossocial. É um grupo que se organiza para desenvolver e pesquisar novas práticas curriculares e modalidades de formação de professores, proporcionando interações pedagógicas formativas de todos os participantes, conforme expresso na Figura 1. Figura 1: Inter-relações de sujeitos em coletivo organizado Entende-se por assimetrias todas as interações sociais em que um grupo de sujeitos  participantes ou mesmo um membro desse grupo apresenta algum conhecimento ou experiência acumulada de nível mais elevado que os outros grupos ou membros do coletivo. Dessa forma, as interações acontecem em níveis diferentes de compreensão de determinada prática ou teoria e elas estão ora com um grupo de sujeitos, ora com outro. Ao deixar aflorar esse tipo de relações sociais, por natureza, constitutivas dos sujeitos, “(...) a produção intel ectual em diversos níveis flui naturalmente nas interações com informações, experiências e conhecimentos diversificados” (MALDANER et al  , 2007, p. 111). Com isso, o grupo produz material didático mais voltado para situações reais, tornando as práticas pedagógicas mais eficazes nas aulas de Ciências Naturais no ensino fundamental e da área de conhecimento das CNT no ensino médio. Diferente de aplicar orientações curriculares e práticas de formação de professores produzidas em outras realidades, os sujeitos envolvidos nesse processo interativo desenvolvem seus instrumentos teóricos de compreensão nos próprios contextos de atuação.  APRENDIZAGEM DE CONCEITOS BIOFISICOQUÍMICOS EM UMA SITUAÇÃO DE ESTUDO 89 Cabe destacar que, depois de alguns anos, as interações no grupo, conduzidas com  persistência e crescente capacidade teórica, proporcionaram uma organização curricular bastante diferente da tradicional no ensino da grande área das Ciências Naturais. Os conteúdos e conceitos de ciências são introduzidos pela sua contextualização em situações práticas cuidadosamente escolhidas para permitir que processos de significação dos conceitos ocorram. A organização curricular com base em sucessivas SE, resultado desse processo, [...] envolve contextualização, inter e transdisciplinaridade, abordagens metodológicas diversificadas, orientações curriculares oficiais, conhecimentos prévios dos estudantes e  professores, tecnologia e sociedade, tradição escolar e acadêmica, múltiplas fontes de informações e, principalmente, compromisso com o estudo (MALDANER et al  , 2007, p. 111-112). Situações de Estudo inserem-se em tendência curricular temática, tais como, temas estruturadores (Orientações Educacionais Complementares em Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias - PCNEM+/CNMT) (BRASIL, 2002); Abordagem Temática na perspectiva freireana (DELIZOICOV; ANGOTTI; PERNAMBUCO, 2007); e Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) (SANTOS; MORTIMER, 2000; AULER, 2002), um movimento curricular mundial na educação em Ciências. As SE tratam de situações reais, com potencial inter e transdisciplinar, que são selecionadas para dar conta de conteúdos e conceitos científicos escolares que os professores compreendem como próximos da tradição curricular. Pela experiência com inovações curriculares, compreende-se que uma ruptura total com essa tradição não tem chances de prosperar em escolas reais. A própria produção de uma SE, envolvendo  professores de escola, leva a essa necessidade de contemplar, em algum nível, os conteúdos que fazem parte da tradição cultural escolar.  No desenvolvimento das SE em contexto escolar, busca-se atribuir sentidos e significados aos conceitos necessários para o entendimento de situações reais. Nessa perspectiva, os conceitos e conteúdos vão sendo significados de maneira inter-relacionada, ora no que tange ao sistema conceitual do conhecimento específico de um componente, como Biologia, Física, Geologia ou Química, ora extrapolando para conceitos interdisciplinares e transdisciplinares, envolvendo componentes curriculares tradicionalmente tratados de forma isolada. Propõe-se no ensino médio uma mesma SE para os três componentes da área das CNT, isto é, uma mesma situação é estudada e compreendida sob os diferentes pontos de vista dessas ciências. Assim, a inter-relação
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