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O uso de modelos e maquetes no ensino de ciências Disciplina:Preparação de Material Didático para Ensino de Ciências Aluna: Cristiane Brandão Professor:

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1 O uso de modelos e maquetes no ensino de ciências Disciplina:Preparação de Material Didático para Ensino de Ciências Aluna: Cristiane Brandão Professor: Élgion Loreto

2 Modelo É uma representação de uma ideia, objeto, acontecimento, processo ou sistema criado com um objetivo específico. (Gilbert, Boulter y Elmer, 2000). A palavra representação não se usa somente naqueles casos em que exista um tipo de exibição visual da entidade modelada, mas também como uma representação parcial que ao mesmo tempo abstrai de e traduz de outra forma a natureza dessa entidade.

3 Modelo De maneira geral podemos dizer que um modelo é resultado de uma reflexão sobre uma parte da realidade e da tentativa de entender e ou agir sobre ela.(Bassanezi).

4 Modelo O modelo reproduz os principais aspectos visuais ou a estrutura da coisa que está sendo modelada, convertendo-se neste modo em uma cópia da realidade.(Justi, 2006).

5 Modelo Segundo Giordan (1996), um modelo é uma construção, uma estrutura que pode ser utilizada como referência, uma imagem analógica que permite materializar uma ideia ou um conceito tornando-os assim diretamente assimiláveis.

6 Para Bunge, para chegar ao conceito de realidade, parte-se das idealizações, na forma da identificação das suas características gerais. Assim instala-se um objeto modelo ou modelo conceitual de uma coisa ou de um fato e se designa ao mesmo, propriedades possíveis de serem sustentadas por teorias.

7 Função dos modelos A principal função dos modelos é a capacidade que tem de serem representações do mundo produzidas pelo pensamento humano. (Giere,1999).

8 Função dos modelos Segundo Bunge, os modelos são abordados na medida em que se procura relações entre as teorias e os dados empíricos. Estes são os intermediários entre duas instâncias limítrofes do fazer científico: conceito e medidas (Revista ensaio, 2006)

9 Podem ser usados para Simplificar fenômenos complexos Ajudar na visualização de entidades abstratas Servir de apoio na interpretação de resultados experimentais Elaboração de explicações Proposta de previsões

10 O uso eficiente de modelagem Explicitar a finalidade e uso do modelo como um processo de pensamento; Levar em consideração o conhecimento prévio dos alunos e suas experiências; Corresponder a capacidade e a maturidade dos alunos; Manter o ritmo da aula por meio de modelagem por um curto período; Repetir a modelagem de um processo sempre que necessário - algumas habilidades são melhor adquiridos através da prática repetida.

11 Habilidades associadas à produção e utilização de modelos reconhecer a semelhança entre os modelos e as coisas que eles representam; avaliar os pontos fortes e limitações dos modelos para explicar e prever o comportamento dos objetos ou fenômenos que representam criar modelos para explicar coisas que não podem ser observados diretamente por exemplo, adquirir imagens e entendimentos que vêm de desenho, pintura, escultura, música, dramatização Usar modelos para levantar questões, comunicar idéias e testar hipóteses em contextos diferentes, por exemplo a realização de um experimento com um modelo que não é possível ou prático na realidade;

12 Utilização dos modelos Os modelos didáticos utilizados em sala de aula, têm a função de facilitar a transposição dos modelos científicos consensuais (modelos desenvolvidos e aceitos em seus atributos mais relevantes pelos membros da comunidade cientifica) para o contexto escolar

13 Utilização dos modelos Modelos biológicos como estruturas tridimensionais ou semi planas e coloridas são utilizadas como facilitadoras do aprendizado. Além do lado visual, os modelos permitem que o aluno manipule o material, visualizando-o de vários ângulos, melhorando sua compreensão sobre o que está sendo estudado.

14 Utilização dos modelos Na construção e utilização do conhecimento científico, independentemente da forma de representação empregada, os modelos são representações mentais mediante as quais os cientistas argumentam.

15 Utilização dos modelos Os modelos são instrumentos mediadores entre a realidade e a teoria porque são autônomos em relação a ambos. (Morrison e Morgan).

16 Autonomia dos modelos O processo de construção dos modelos: elementos da teoria, da realidade e externos a eles. A função dos modelos: adotam formas distintas e funções diferentes. O poder de representação dos modelos: além de funcionarem como instrumento, ensinam algo sobre o que representam. A aprendizagem: pode ocorrer durante a construção ou durante a utilização do modelo

17 Classificação dos Modelos Podem ser classificados em três categorias: Modelo representacional: representação física tridimensional; Modelo imaginário: é um conjunto de pressupostos apresentados para descrever como um objeto ou um sistema seria (ex. DNA, ligações químicas); Modelo teórico: conjunto de pressupostos explicitados de um objeto ou sistema (ex. sistema solar, ciclo da chuva, do carbono).

18 Tipos de modelos científicos Maquetes: versão do original. Exemplo: modelos anatômicos. Modelos Analógicos:simplificação do original, usada para explicar certos fenômenos. Exemplo: modelos atômicos e moleculares. Modelos matemáticos: expressam situações através de fórmulas. Exemplo:lei dos gases Modelos teóricos: Apresentam uma explicação para uma situação com base em conhecimentos científicos anteriores, experiências e observações por exemplo, o "big bang" teoria.

19 Modelos usados em ensino de ciências Podem ser classificados em dois grupos: Os modelos científicos (modelos consensos) representam a opinião amplamente aceita cientificamente de um conceito ou ideia. Ele fornece uma representação ou uma explicação para um processo complexo. Os modelos de ensino são representações visuais ou físicas usadas para ajudar o aluno entender ou visualizar uma ideia, processo ou sistema, abstrato, complexo ou uma estrutura microscópica.

20 O uso de modelos no ensino de ciências Nem todos o modelos científicos se equivalem, e cada um deles faz com que atuem especificamente três elementos que interagem entre si: Uma representação com elementos visuais; Uma construção teórica O estabelecimento de símbolos sujeitos a regras operatórias bem definidas

21 Em razão do estabelecimento desses elementos, podemos afirmar que os modelos estão atrelados a natureza das disciplinas, pois um modelo em biologia nunca atingirá a formalização de um modelo em física (Bunge, In.: Astolfi, 2001). As tentativas reducionistas do tipo física-química podem levar a um quadro mecanicista das propriedades específicas do ser vivo.

22 Os modelos apesar de alto grau de realidade não permitem nenhuma operacionalização que vá além do estabelecimento de semelhanças. (Bunge, por Pietrocola, 1999). Os alunos devem ser orientados sobre o alcance a limitação dos modelos.

23 Uso de modelos no ensino de Biologia O ensino de tópicos de Biologia Celular e Molecular constitui um dos conteúdos do Ensino Médio de Biologia que mais requer a elaboração de material didático de apoio ao conteúdo presente nos livros texto, já que emprega conceitos bastante abstratos e trabalha com aspectos microscópicos.

24 Os modelos podem ser usados também... Para explicar: Síntese de proteínas Evolução dos seres vivos Cadeia alimentar Organismos geneticamente modificados Sistemas de saneamento básico

25 Considerações finais A aprendizagem em Ciências Naturais não deveria limitar-se a oferecer trocas de concepções pré estabelecidas e selecionadas pelos docentes, e sim tentar encontrar estratégias que facilitassem ao estudante modificá-las, assim como seus esquemas interpretativos, de forma autônoma, cada vez que a situação problema o desafiasse.

26 Considerações finais O uso dos modelos não deve ser uma atividade meramente racional e mecânica, mas com o objetivo de partir da observação e resgate das concepções dos alunos. Para tanto é necessário que nos objetivos de ensino seja considerados não apenas os modelos conceituais ensinados, mas os modelos mentais construídos pelos alunos visto que, os modelos mentais ensinados devem produzir as mesmas explicações geradas pelo modelo conceitual.

27 Considerações finais As pesquisas na área do ensino de ciências apontam para a falta de vinculação do processo de aprendizagem com o mundo. Os conteúdos científicos são tratados pelos professores numa concepção excessivamente formal.

28 Considerações finais A aprendizagem significativa dos conhecimentos teóricos é indissociável de uma familiarização com os objetivos, sistemas de valores, critérios metodológicos, estratégias cognoscitivas, concepções epistemológicas que intervêm na construção de tal conhecimento.

29 Considerações finais Segundo Giordan a eficácia num determinado modelo na construção do saber científico, quando os alunos podem estabelecer relações, elementos esparsos de seus saberes anteriores e sobretudo, quando ocorre a formulação de novas perguntas sobre o assunto que não ocorriam antes da introdução dos modelos.

30 Referências Bibliográficas JUSTI, Rosária (2006). La Enseñanza de ciencias basada em la Elaboración de Modelos. Enseñanza de Las Ciencias. ORLANDO, T. C. et al.(2009). Planejamento, Montagem e Aplicação de Modelos Didáticos para Abordagem de Biologia Celular e Molecular no Ensino Médio por Graduandos de Ciências Biológicas. Revista Brasileira de Ensino de Bioquímica e Biologia Molecular. PAZ A. M.da et al.(2006). Modelos e Modelização no Ensino: Um Estudo da Cadeia Alimentar. Revista Ensaio. vol.8. nº2. dezembro Usando Modelos no Ensino de Ciências. Disponível no site: Acessado em 21/06/2010.www.juniorscience.ie GUIMARÃES, Eliane; FERREIRA, Louise (2006).O Uso de Modelos na Formação de professores de Ciências. 2º Encontro Regional Sul de Ensino de Biologia. Disponível no site: JÚNIOR, Antônio F. N.; SOUZA, Daniele C. (2009). A Confecção e Apresentação de Material Didático-Pedagógico na Formação de Professores de Biologia: O que diz a Produção Escrita?.Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Disponível no site:


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