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Ensino de Ciências no 1ºCiclo do Ensino Básico Ana Maria Freire Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências Centro de Investigação em.

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1 Ensino de Ciências no 1ºCiclo do Ensino Básico Ana Maria Freire Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências Centro de Investigação em Educação * Profesorado Europeo de Ciencias: Conocimiento Científico, Destrezas Linguisticas y Medios Digitales (PEC) COMENIUS 2.1 Action Financed by Projecto Socrates CP ES-Comenius-C21

2 Relevância da Educação em Ciências Académica Carreiras com base em C/T Social Democracia Economia Desenvolvimento Ciência e Tecnologia Cultural Marco da Humanidade (Cachapuz, 2007)

3 Finalidades de Ensino de Ciências Alunos Contribuir para o desenvolvimento cognitivo, social, afectivo, estético e moral Encorajar a flexibilidade e aprendizagem ao longo da vida Ciência Divulgar a Ciência nas suas diferentes vertentes (substantiva, sintáctica, histórica, social e ética) Fomentar a curiosidade pelo mundo natural promovendo o interesse pela inquirição em contextos relevantes e significativos Discutir como a contribuição de diferentes pessoas, em difentes culturas, ao longo do tempo, têm influenciado o desenvolvimento da Ciência e da Tecnologia Sociedade Contribuir para a formação de cidadãos informados e competentes num mundo global Promover a preparação para a vida numa sociedade democrática Preparar os alunos de modo a sentirem-se confortáveis na sociedade actual Contribuir para a produtividade económica Consciencializar os alunos sobre o papel da ciência para a segurança nacional

4 Currículo Nacional do Ensino Básico Orientações Curriculares para o Ensino das Ciências Ênfase em aprendizagem contextualizada e promoção da perspectiva CTSA Foco construtivista, valorizando abordagens de ensino centradas nos alunos como resolução de problemas, actividades laboratoriais de natureza investigativa e trabalho de projecto Valorização da avaliação como aprendizagem Desenvolvimento de Competências Gerais e Específicas

5 Desenvolvimento de Competências Definição de competência Processo de activação de recursos (conhecimentos, capacidades e estratégias) numa variedade de contextos e em situações problemáticas ( Perrenoud, 2003) Domínio de Competências Específicas no Ensino das Ciências Conhecimento (substantivo, processual e epistemológico) Raciocínio Comunicação Atitudes

6 Ensinar para o Desenvolvimento de Competências Conhecimento Substantivo Usar conhecimento científico em direfentes situações Processual Pesquisar, planear, realizar experiências, avaliar os resultados obtidos, elaborar e interpretar gráficos e tabelas Epistemológico Analisar o impacte da sociedade no desenvolvimento da Ciência e discutir como diferentes cientistas podem usar modos de trabalho diversificado Raciocínio Seleccionar informação, categorizar a informação recolhida, formular e resolver problemas, estabelecer comparações, interpretar dados e textos, realizar inferências, planear investigações, prever e avaliar resultados Comunicação Utilizar diferentes modos de representar informação, produzir textos escritos e/ou orais, apresentar resultados de pesquisa, argumentar com o propósito de defender uma ideia, analisar e sintetizar textos, processar a informação recolhida, argumentar com base em evidências científicas, emitir opiniões fundamentadas, usar as TIC Atitudes Partilhar ideias, respeitar as ideias dos outros, responsabilizar-se pelo trabalho a desenvolver, reflectir criticamente sobre o trabalho efectuado, mostrar flexibilidade para aceitar o erro e incerteza, trabalhar cooperativamente

7 Orientações Curriculares para as Ciências Físicas e Naturais Terra no Espaço Terra em Transformação Sustentabilidade na Terra Viver melhor na Terra

8 Terra no Espaço Conhecimento da Terra no espaço, relativamente a outros corpos celestes Compreensão das razões da existência de dia e noite e das estações do ano Utilização de alguns processos de orientação como forma de se localizar e deslocar na Terra Análise de evidências na explicação científica da forma da Terra e das fases da Lua Reconhecimento da importância da Ciência e da Tecnologia na observação dos fenómenos

9 Terra em Transformação Observação da multiplicidade de formas, características e transformações que ocorrem nos seres vivos e nos materiais Identificação de relações entre as características físicas e químicas do meio e as características e comportamentos dos seres vivos Realização de registos e de medições simples, utilizando instrumentos e unidades adequadas Reconhecimento da existência de semelhanças e diferenças entre seres vivo, entre rochas e entre solos e da necessidade da sua classificação Explicação de alguns fenómenos com base nas propriedades dos materiais

10 Sustentabilidade na Terra Reconhecimento da utilização dos recursos nas diversas actividades humanas Reconhecimento do papel desempenhado pela indústria na obtenção e transformação dos recursos Conhecimento da existência de objectos tecnológicos, relacionando-os com a sua utilização, em casa e em actividades económicas Realização de actividades experimentais simples, para identificação de algumas propriedades dos materiais, relacionando-os com as suas aplicações Reconhecimento que os desequilibrios podem levar ao esgotamento dos recursos, à extinção das espécies e à destruição do ambiente

11 Viver melhor na Terra Conhecimento das modificações que se vão operando com o crescimento envelhecimento, relacionando-os com os principais estádios da vida humana Identificação dos processos vitais comuns a seres vivos dependentes do funcionamento de sistemas orgânicos Reconhecimento de que a sobrevivência e o bem estar humano dependem de hábitos individuais de alimentação equilibrada, de higiene e de actividade física e de regras de segurrança e prevenção Realização de actividades experimentais simples sobre electricidade e magnetismo Discussão sobre a importância de procurar soluções individuais e colectivas visando a qualidade de vida

12 Literacia Científica Literacia em Ciência significa desenvolver nos alunos a competência de ler, compreender e avaliar aquilo que se escreve sobre ciência, em diferentes contextos. Implica ensinar os alunos a escrever cuidadosamente, criticamente e eficientemente Literacia científica significa conhecimento e compreensão de conceitos científicos bem como de processos necessários para a tomada de decisões a nível pessoal, para a participação em assuntos cívicos e culturais e ainda para a produtividade a nível económico Literacia científica implica identificar questões científicas e tecnológicas subjacentes a decisões locais e nacionais e assumir posições cientificamente e tecnologicamente informadas

13 Promoção da Literacia Científica Questionar, pesquisar e responder a questões do quotidiano que a própria curiosidade desperta Descrever, explicar e prever fenómenos naturais correntes Interpretar textos de divulgação científica e envolver- se socialmente na discussão da validade das conclusões neles apresentadas e das metodologias utilizadas Identificar questões de natureza científica subjacentes a decisões de âmbito nacional e local Assumir e exprimir posições fundamentadas em conhecimentos científicos-tecnológicos Avaliar a qualidade da informação científica com base nas fontes e nos métodos usados para a produzir Argumentar com base em evidências científicas (Martins, 2003)

14 Níveis de Literacia Científica Nominal Os alunos reconhecem os termos que se referem a fenómenos naturais, mas não conseguem formular explicações científicas válidas de fenómenos e podem expressar concepções erróneas Funcional Os alunos são capazes de definir termos correctamente mas esta capacidade tem por base a memorização de informação mas pouca compreensão. Estrutural Os alunos compreendem esquemas conceptuais, constroem explicações adequadas e podem discutir e explicar conceitos por palavras suas Multidimensional Os alunos podem aplicar o conhecimento que adquiriram e as competências que desenvolveram para resolver problemas da vida real que exijam o uso de informação de outras disciplinas e compreende as interacções entre Ciência e Sociedade. ( BSCS, 1995)

15 Importância da Linguagem no Ensino das Ciências Falar – Os alunos devem ser ensinados a usar uma linguagem precisa e pensada quando comunicam Ouvir – Os alunos devem ser ensinados a ouvir os outros e a responder de um modo construtivo Ler – Os alunos devem ser ensinados a ler com compreensão, a pesquisar, a usar informação, a argumentar, a sumariar, a sintetizar aquilo que leram e a inventariar aquilo que aprenderam com a leitura Escrever – Os alunos devem ser ensinados a escrever com correcção usando as regras gramaticiais e de pontuação. Devem também ser ensinados a organizar o seu pensamento de uma forma lógica e coerente.

16 Experiências de Aprendizagem Resolução de Problemas Recolha e organização do material, classificando-o por categorias ou temas Concepção e Desenvolvimento de Projectos Planificação e desenvolvimento de pesquisas diversas. Actividades investigativas Observação do meio envolvente Comunicação de resultados de pesquisas e de projectos Realização de debates, onde os alunos tenham de fornecer argumentos e tomar decisões

17 Estratégias de Ensino nas Aulas de Ciências Leitura Constitui actividade neglegenciada nas aulas de ciências (Porquê?) Os cientistas ocupam muito do seu tempo a fazer leituras. A ciência escolar pode ser aprendida mais efecientemente a partir de leituras do que observando e ouvindo o professor. Escrita Acontece muitas vezes nas aulas de Ciências (Como?) Investigação educacional mostra que a qualidade da escrita nas aulas de Ciências é fraca pois exige dos alunos que copiem do quadro ou escrevam aquilo que o professor dita sem envolvimento cognitivo Comunicação Constitui um desafio e uma oportunidade (Porquê?) Aprender Ciência significa aprender a falar a linguagem da Ciência. As ideias científicas são comunicadas através de palavras, quadros, tabelas, diagramas, simbolos, figuras e expressões matemáticas.

18 Leitura Há dois aspectos que justificam a inclusão da leitura nas aulas de ciências. Primeiro, a leitura de textos científicos constitui uma actividade científica. Segundo, os alunos são confrontados, no dia-a-dia, com informação acerca de Ciência que os obriga a ler e a desenvolver uma atitude de questionamento. Todavia, a leitura pode mantê-los confusos ou contribuir para a manutenção de concepções alternativas. A competência para ler de um modo cuidadoso, crítico e com um cepticismo saudável, constitui um elemento fundamental da literacia científica. É um pré-requisito para a cidadania e desempenha um papel fundamental nas nossas sociedades democráticas Ensinar os alunos a ler activamente, criticamente e eficientemente constitui também uma finalidade do ensino das ciências (Como?)

19 Escrita Promover a literacia científica dos alunos exige que nas aulas de ciências sejam valorizadas actividades envolvendo a escrita Actividades envolvendo o uso de papel e lápis ocorrem muitas vezes nas aulas de ciências como copiar para o caderno aquilo que foi escrito no quadro. Por exemplo: Escrever apontamentos Resolver exercícios Construir tabelas e diagramas Resumir textos Elaborar relatórios

20 COMUNICAÇÃO Aprender ciência significa aprender a sua linguagem Os professores esquecem que, para promover a compreensão de uma nova ideia, é necessário deixar os alunos falar sobre ela, usar palavras apropriadas e pensar acerca do seu significado Debate e Discussão constituem estratégias para promover a comunicação Aprender a raciocinar em ciência requer a competência de começar a construir argumentos que liguem evidências e dados empíricos a ideias e teorias

21 Investigações Científicas Escolares (Inquiry) Actividade multifacetada que envolve: Realização de observações Colocação de questões Consulta de livros e outras fontes de informação tendo em vista o confronto com os conhecimentos já adquiridos Planeamento de investigações Revisão dos conhecimentos já aprendidos à luz das evidências experimentais Recolha, análise e interpretação de informação Propostas de previsões, explicações e respostas Comunicação de resultados Identificação de pressupostos, uso de pensamento crítico e consideração de explicações alternativas (NRC, 2000)

22 Investigações Científicas na Sala de Aula Os alunos estão envolvidos com questões cientificamente orientadas Os alunos relatam as evidências nas respostas às questões Os alunos formulam explicações a partir das evidências Os alunos relacionam as explicações com conhecimentos científicos Os alunos comunicam e justificam as suas explicações

23 Tipo de Questões Como é que a quantidade de água afecta a altura da relva O que acontece se misturarmos fermento inglês ao vinagre? Qual é de entre os materiais disponíveis o menos inflamável e o mais resistente aos ácidos? Como é que a quantidade de nitratos dissolvidos nos rios afecta as espécies vivas? Como podemos separar a areia do sal nas salinas? Controlo de variáveis Exploração Controlo de variáveis Correlação de duas variáveis independentes Usando e avaliando técnicas

24 Internet nas Aulas de Ciências Fornece igual acesso à informação Encoraja os alunos a serem activos Aumenta a motivação dos alunos para aprender Ajuda a praticar um ensino centrado nos alunos Ajuda a promover as investigações nas aulas de ciências Ajuda a colocar questões, examinar diversas fontes de informação, planear investigações, rever o que já se conhece sobre os assuntos

25 Uma aventura no mundo da Física: condutores e isoladores Lê com atenção o seguinte texto O João foi com os amigos assistir a uma prova de Downhill, onde participavam o Rui e o Tiago. A meio da prova o Afonso sofreu uma queda e magoou uma perna… Era necessário urgentemente gelo para ajudar a controlar a lesão. Para resolver este problema o João pegou na sua bicicleta e foi buscar gelo ao café mais próximo. O dono tinha um grande recipiente de vidro que deu ao João para levar o gelo. Mas agora era necessário fazer chegar o gelo em boas condições ao local onde estava o Rui. Deu volta à sua mochila e encontrou algum material que tinha preparado para a sua aula de Educação Visual e Tecnológica procurando algo útil. Encontrou jornais, uns sacos de plástico, uns pedaços de tecido de algodão, de lã, papel de alumínio. Olhou à sua volta para o grande campo de sobreiros em que decorria a prova… Pensou em utilizar folhas de árvores, restos de cortiça que estavam espalhados no chão…

26 Tarefas 2.Imagina que estás com o João e que ele te pede ajuda para resolver o problema... Começa por traduzir por palavras tuas o problema que enfrenta o João. 3. Sublinha no texto as palavras que podem ser pistas para ajudar a solucionar o problema do João. 4. Pesquisa nos seguintes sites informação tendo por base as palavras que sublinhaste e que te possa ajudar resolver o problema. Regista-a. 5. Planeia uma experiência que te possa ajudar a solucionar o problema. Podes utilizar esquemas para ilustrares as tuas ideias. (Escreve todos os passos que precisas de seguir…) 6. Faz uma lista com o material que vais necessitar. Podes contar com o material que o João tem disponível na mochila e outro que penses ser possível encontrar no local. 7. Pede opinião ao teu professor acerca do teu plano. Comentário do professor 8. Testa o teu plano. O que observas? Regista as tuas observações. Escreve ou desenha o que vai acontecendo… Não te esqueças de cumprir as regras de segurança! 9. Conseguiste arranjar uma solução para o problema do João? Explica, num pequeno texto, porque consideras a tua solução adequada, inclui no texto as ideias e conceitos de Física mais importantes utilizados no vosso trabalho. 10. Dá um título, conciso e claro, que represente o trabalho que realizaste. 11. O que pensas que ainda poderia ser feito para melhorar os resultados do teu trabalho? Explica.

27 Mudanças de Ênfase Preconizadas Menor Ênfase Interpretação rígida do programa e seguimento do livro de texto Professor como transmissor de conhecimentos científicos através da exposição oral e da demonstração experimental Valorização exclusiva de factos, leis, teorias e princípios científicos Maior Ênfase Flexibilidade curricular e adaptação do currículo ao contexto de ensino Professor como guia e facilitador da aprendizagem ao apoiar actividades de investigação Compreensão da Ciência atendendo às suas diversas dimensões (substantiva, sintáctica, social, epistemológica, histórica, ética)

28 Mudanças de Ênfase Preconizadas Menor Ênfase Utilização de questões fechadas que requerem respostas únicas reproduzindo conhecimento factual memorizado Aprendizagem individualista Aprendizagem passiva que requer o ouvir do professor e a escrita de apontamentos Maior Ênfase Utilização de questões abertas que promovam o pensamento crítico, relacionando evidências e explicações, com uso de estratégias cognitivas diversas Aprendizagem colaborativa Aprendizagem activa que envolve os alunos em processos investigativos

29 Mudanças de Ênfase Preconizadas Menor Ênfase Ensino orientado para um hipotético aluno médio que tipifica um grupo de alunos Ensino baseado na resolução de exercícios com base na aplicação de expressões matemáticas Ensino centrado no professor com predomínio da transmissão de conhecimentos Maior Ênfase Ensino orientado para os alunos atendendo aos seus gostos, interesses, necessidades e experiências Ensino centrado nos alunos com utilização de processos investigativos Ensino baseado na resolução de problemas e no desenvolvimento de projectos

30 Mudanças de Ênfase Preconizadas Menor Ênfase Avaliação daquilo que é facilmente medido Utilização de testes como fonte única de recolha de dados Avaliação da aprendizagem Na avaliação de componentes específicas e compartimentadas do conhecimento dos alunos Maior Ênfase Avaliação de competências de conhecimentos, raciocínio, comunicação e atitudes Utilização de fontes múltiplas de recolha de dados Avaliação como aprendizagem Na avaliação de competências dos alunos desenvolvidas em experiências educativas diferenciadas

31 Implicações para a Formação de Professores Apela para modelos de formação que projectem o professor como profissional reflexivo Valoriza o professor como investigador das suas práticas, ao introduzir mudanças que adequem o ensino aos alunos, de modo a torná-los mais activos e mais conscientes do seu papel no processo de aprendizagem


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