Programa de Formação Contínua de Professores do 1º CEB em Experimenta Ciência Programa de Formação Contínua de Professores do 1º CEB em Ensino Experimental das Ciências 2.ª Sessão de Grupo

- Trabalho prático investigativo Tópicos a abordar Trabalho científico nos primeiros anos de escolaridade - Trabalho prático investigativo Etapas Promover competências de investigação nos alunos: a carta de planificação Identificação de Concepções alternativas em crianças - cartoons Planificação de uma actividade experimental (trabalho de grupo) Grau de abertura de uma investigação 2. Flutuação em líquidos - Enquadramento curricular - Finalidades - Actividades - Avaliação das aprendizagens dos alunos - Exploração da actividade A – O comportamento de objectos na água

Antes da experimentação Etapas do Trabalho Prático Investigativo Selecção de um domínio interessante para a definição de um problema para o estudo Clarificação da questão-problema Planificação dos procedimentos a adoptar Previsão dos resultados Antes da experimentação Execução da experiência Experimentação Após a experimentação Registo de dados e obtenção de resultados Conclusão Elaboração de novas questões Comunicação dos resultados e da conclusão

Antes da experimentação Exemplo Forças e movimento Antes da experimentação Selecção de um domínio interessante e identificação das ideias prévias dos alunos No recreio da escola as crianças tentavam saber quem conseguia descer mais depressa o escorrega. A Ana achava que era a Patrícia porque era a mais pesada. O Sandro achava que não tinha nada a ver com o peso dos meninos. Para ele, descia mais depressa quem fosse maior. A Carla reparou que a Patrícia, que era a mais rápida neste escorrega, no outro, que era menos inclinado, demorava mais tempo a descer. Por isso, pensava que a inclinação dos escorregas é que fazia com que os meninos descessem mais depressa ou mais devagar. A Joana não concordava. Para ela a inclinação do escorrega não importava, achava que todos os meninos escorregavam mais depressa no escorrega de madeira do que no de plástico.

De que depende o deslocamento de uma bola? - o deslocamento da bola Definição de um problema De que depende o deslocamento de uma bola? O que vamos medir - o deslocamento da bola - o tipo de material do piso - o ângulo de inclinação do plano - o tamanho da bola a massa da bola - o ponto de largada da bola - material de que é feita a bola O que vamos mudar

Será que a inclinação do plano influencia o deslocamento da bola? Clarificação da questão-problema e planificação dos procedimentos a adoptar Será que a inclinação do plano influencia o deslocamento da bola? Deslocamento da bola O que vamos mudar… O que vamos medir… O que vamos manter… Inclinação do plano Tipo de material do piso Tamanho da bola Posição de largada Comprimento do piso Massa

O que e como vamos fazer… Planificação dos procedimentos a adoptar (cont.) O que e como vamos fazer… - Coloco o piso de plástico ou o de madeira - Para cada uma das inclinações (Inclinação A, B e C) vou efectuar três lançamentos com a bola de ténis, iniciando pela inclinação B que é a inclinação intermédia .- Vou medir os deslocamentos da bola com a fita métrica. O que precisamos… - Uma bola de ténis - Fita métrica - Maqueta (plano inclinado)

Deslocamento da bola (cm) O nosso quadro de registos… Inclinação do plano Deslocamento da bola (cm) 1ª medição 2ª medição 3ª medição Média Inclinação A Inclinação B Inclinação C Previsão dos resultados O que pensamos que vai acontecer e porquê… Penso que… Porque… Quanto maior a inclinação do plano maior o deslocamento da bola Quanto menor a inclinação do plano maior o deslocamento da bola A variação da inclinação do plano não vai alterar o deslocamento da bola

A Carta de Planificação Modelo proposto por Goldsworthy e Feasey (1997) A condução de uma investigação implica a organização da carta de planificação. Aspectos envolvidos na experiência a executar posteriormente: O que vamos mudar (variável independente em estudo) O que vamos medir (variável dependente em estudo) O que vamos manter (variáveis independentes a manter controladas) O que pensamos que vai acontecer e porquê (elaboração de previsões e sua justificação) Como vamos registar os dados (construção de tabelas, quadros, gráficos,…) Qual o equipamento de que precisamos (materiais, dispositivos,…)

Identificação de Concepções alternativas em crianças Projecto Concept Cartoons in Science Education (ConCISE), da autoria de Stuart Naylor e Brenda Keogh (2000; 2006) O projecto consistiu na concepção de cartazes (desenhos do tipo “cartoon”) relativos a situações passíveis de interpretação científica e nos quais se explicitam diversos pontos de vista.

Como Conservar o Boneco de Neve durante mais Tempo? O QUE É QUE TU PENSAS?

Os desenhos escolhidos são: * simples * suscitam discussão * estimulam a curiosidade e o pensamento científico * incluem uma representação visual da situação/ fenómeno científico * utilizam texto mínimo na forma de diálogo * usam situações familiares * oferecem pontos de vista alternativos sobre a situação em análise * apresentam alternativas com estatuto equivalente * incluem nas alternativas a perspectiva aceite cientificamente.

Algumas Razões para o uso dos cartoons: Os cartoons têm vindo a ser usados por professores e investigadores para: promover aprendizagens orientar actividades de ensino avaliar os alunos Algumas Razões para o uso dos cartoons: Tornar os alunos conscientes das próprias ideias Incentivar e desenvolver as ideias dos alunos Ilustrar pontos de vista alternativos Promover e estimular a discussão Ajudar os alunos a formular questões Utilizar ideias científicas em situações do quotidiano Consolidar ou ampliar aprendizagens

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Como conservar o cubo de gelo durante mais tempo? Investigação Como conservar o cubo de gelo durante mais tempo? Elaboração da Carta de Planificação ? ? ? ? ?

Carta de Planificação (sugestão) Questão-problema: Como conservar o cubo de gelo durante mais tempo? Antes da experimentação O que vamos mudar… O que vamos medir… Tipo de material que envolve o cubo de gelo Tempo que o cubo de gelo demora a fundir O que vamos manter e como… Dimensão do material em que se vai envolver o cubo de gelo (usar pedaços de igual dimensão) Tipo de água a solidificar (usar água da torneira) Formato do gelo (manter o formato do recipiente onde a água vai solidificar) Temperatura ambiente (colocar os cubos de gelo todos no mesmo local) Quantidade de água (usar a mesma quantidade de água a solidificar)

O que e como vamos fazer… O que precisamos… - Preparar os “cubos” de gelo tendo em atenção os factores a manter; - Recortar pedaços dos diferentes materiais com a dimensão de 15 x 15 cm; - Envolver cada cubo de gelo nos diferentes materiais; - Controlar com o relógio/cronómetro o tempo que cada cubo de gelo demora a fundir. - 6 cubos de gelo iguais relógio / cronómetro - pano de linho - pano de lã - pano de acrílico - folha de cortiça - folha de alumínio - plástico O nosso quadro de registos Tipo de material envolvente Tempo que o cubo de gelo demorou a fundir * Pano de linho 2h 59min Pano de lã 4h 30min Pano de acrílico 5h 15min Folha de cortiça 5h 35min Folha de alumínio 1h 30min Plástico 2h 27min * Dados exemplificativos, variam conforme o controlo que se fez das variáveis independentes

Experimentação Após a experimentação O que pensamos que vai acontecer e porquê… Experimentação Executar a planificação (controlando variáveis, observando, registando…) Após a experimentação Verificamos que… O cubo de gelo que esteve envolto numa folha de alumínio foi o que demorou menos tempo a fundir. O cubo de gelo que demorou mais tempo a fundir foi o que esteve envolto na cortiça, seguindo-lhe o do acrílico, da lã, do linho, e por último, o do plástico. Com o apoio do(a) professor(a), construímos a resposta à Questão-problema… Podemos manter um cubo de gelo durante mais tempo se o envolvermos em cortiça, acrílico, lã, linho ou plástico. Estes materiais são maus condutores térmicos (bons isolantes) e por isso dificultam a transferência de calor entre o ambiente e os cubos de gelo. O alumínio, sendo um metal, é um bom condutor térmico, conduzindo o calor com facilidade entre o ambiente e o cubo de gelo, levando à rápida fusão do mesmo.

Grau de abertura de uma investigação pode definir-se relativamente a quatro dimensões… (Caamaño, 2003) - Definição do problema/questão-problema para estudo Fechado Estudo prescritivo, variáveis especificadas e operacionalizadas. Aberto Estudo exploratório, a área de investigação pode ser especificada mas as variáveis não o são. - Diversidade de métodos Fechado Um só método possível. Aberto Vários métodos possíveis.

- Condução da experimentação Fechado O professor determina o que deve ser feito ou condiciona o tipo de equipamento a usar. Aberto Os alunos escolhem o que querem fazer. - Obtenção da solução Fechado Só existe uma solução. Aberto São aceitáveis várias soluções.

- dos objectivos de aprendizagem; Grau de abertura de uma investigação - dos objectivos de aprendizagem; - do desenvolvimento cognitivo dos alunos; - do seu grau de autonomia.  depende… A classificação das actividades investigativas quanto ao grau de abertura não pode ser feita apenas segundo a dicotomia fechado/aberto, já que podem considerar-se posições intermédias conforme o desenvolvimento dos alunos. O apoio ao aluno antes, durante e após a experimentação é de grande importância e exige que o professor avalie, a cada instante, as consequências das decisões por aquele tomadas.

Flutuação em Líquidos

Enquadramento curricular Flutuação em Líquidos Enquadramento curricular Orientações do Currículo Nacional do Ensino Básico (2001) “Explicação de alguns fenómenos com base nas propriedades dos materiais” “Realização de actividades experimentais simples para a identificação de algumas propriedades dos materiais, relacionando-os com as suas aplicações” Programa do 1.º Ciclo do Ensino Básico (1990, 2004) “Reconhecer materiais que flutuam e não flutuam” “Realizar experiências com alguns materiais de uso corrente” “Comparar alguns materiais segundo algumas das suas propriedades” “Agrupar materiais segundo essas propriedades e relacionar essas propriedades com a utilidade dos materiais”

Finalidade das actividades Flutuação em Líquidos Finalidade das actividades Compreender o comportamento de objectos distintos em líquidos (flutuação/não flutuação) e quais os factores condicionantes de tal comportamento.

Avaliação das aprendizagens

Referências Bibliográficas  Caamaño, A. (2002). Como transformar los trabajos prácticos tradicionales en trabajos prácticos investigativos? Aula de innovación educativa, 113/114, 21-26.  Caamaño, A. (2003). Los trabajos prácticos en Ciencias. Em M. P. Jiménez Aleixandre (Coord.) et al. Enseñar Ciencias, pp. 95-118, Barcelona: Graó.  Goldsworthy, A. e Feasey, R. (1997). Making Sense of Primary Science Investigations. Hatfield: ASE.  Martins, et al. (2006). Educação em Ciências e Ensino Experimental. Lisboa: Ministério da Educação. Direcção-Geral de Inovação e de Desenvolvimento Curricular.  Martins, et al. (2006). Flutuação em líquidos – Guião didácticvo para professores. Lisboa: Ministério da Educação. Direcção-Geral de Inovação e de Desenvolvimento Curricular.

Actividade A Actividade B Actividade C Actividades Flutuação em Líquidos Actividades Actividade A Explorando O comportamento de objectos na água Actividade B Explorando Factores que influenciam o comportamento de um objecto na água Actividade C Explorando Condições de flutuação A massa do objecto influencia a flutuação? Qual a carga máxima de um objecto flutuante? A natureza do líquido influencia a flutuação? O volume do objecto influencia a flutuação? A profundidade do líquido influencia a flutuação? A forma do objecto influencia a flutuação?