FLUTUAR-AFUNDAR: concepções da criança III

[Continuação de Flutuar-afundar: concepções da criança II]

5. Objectos com a mesma quantidade de material1 podem flutuar ou não

Na discussão de turma (Sá, 1996), em dado momento os alunos oscilam entre o esquema leve-flutua/pesado-afunda, por um lado, e a ideia de que flutuar ou não é uma característica inerente ao material2 de que é feito objecto, por outro. Decidimos então promover situações de aprendizagem em que os alunos investigariam se objectos feitos de um mesmo material e com a mesma quantidade de material, logo com o mesmo peso (num determinado lugar), poderiam ter diferentes comportamentos na água.

Investigações realizadas em duas turmas do 4º ano de escolaridade

Tenha-se na devida consideração o facto de que tudo o que se relata a seguir ocorreu em turmas do 4º ano, já na parte final de uma intervenção pedagógica de cerca de 54 horas, distribuídas ao longo do ano lectivo, durante a qual os alunos foram treinados a pensar cientificamente no contexto de actividades experimentais, relacionadas com diversos tópicos científicos do programa do 1º ciclo (Sá, 1994, 2002; Sá, 1996).

A) – A bolinha de papel de alumínio

Questão 1

– Que acontecerá a esta bolinha de papel de alumínio se a colocarmos na água?

A maioria dos alunos é de opinião de que a bolinha de papel de alumínio se afunda. Esta previsão fundamenta-se no facto de tal objecto ter a aparência de ser feito de metal. Provavelmente estamos em presença da ideia de que é característico dos objectos de metal afundarem na água.

Os alunos realizam a actividade experimental e constatam que as evidências contrariam as suas previsões.

Questão 2

– Haverá alguma maneira de fazer com que o papel de alumínio passe a comportar-se de outro modo na água?

As ideias são escassas, mas são apresentadas algumas sugestões: pôr menos água; esticar a folha; a plasticina plana na água segura melhor. A Rita (9 anos) apresenta uma ideia bastante elaborada: A bola de alumínio se tiver ar flutua (situação inicial), não está completamente amassada. Esta explicação para a flutuação contém implicitamente uma ideia sobre o que fazer para que a bolinha se afunde. - Que fazer então para a bolinha afundar? – perguntei. Vamos amassá-la mais – respondeu um aluno.

Uma ideia, já anteriormente identificada, surge de novo: a quantidade de água influencia o fenómeno (pôr menos água). Nas palavras dos alunos estão implícitas novas ideias quanto aos factores que interferem no fenómeno da flutuação:

a) a superfície de contacto com o líquido (esticar a folha; a plasticina plana…)
b) ter ar ou não ter ar (a bola de alumínio se tiver ar flutua, não está completamente amassada).

Os alunos são convidados a comprimir bem a bola folha de papel de alumínio e a verificarem experimentalmente o seu comportamento. Depois da observação de afundamento segue-se um processo de reflexão.

Questão 3

– O peso da folha de alumínio ficou diferente?

1 Do ponto de vista do desenvolvimento cognitivo da criança, a noção de conservação de quantidade de matéria não é equivalente à noção de conservação do peso, como veremos mais adiante.

2 Note-se que em rigor, quando falamos de materiais ou substâncias puras, a densidade é uma sua característica que determina o seu comportamento na água. A densidade do ferro é superior à densidade da água, logo uma porção maciça de ferro afunda-se; a densidade da madeira é inferior à densidade da água, logo um fragmento de madeira flutua. Mas na abordagem destes fenómenos com as crianças devemos centrar a nossa atenção no comportamento dos objectos, cujas densidades médias dependem não só do material de que são feitos, mas igualmente do facto de terem ou não cavidades interiores ou concavidades.

PS:.[Continua em Flutuar-afundar: concepções da criança IV]

FLUTUAR-AFUNDAR! As concepções das crianças-II

[Continuação de Flutuar-afundar: concepções da criança I]

3. Flutuar ou afundar é um atributo do material de que é feito o objecto, que se transmite ao objecto

ferro sempre vai ao fundo; madeira sempre flutua.

Muitas crianças desenvolvem esta teoria quando se dão conta de que há objectos “grandes” e “pesados”, feitos de uma grande quantidade de material “leve”, que afinal flutuam. Um bocado de madeira flutua “porque é leve”, mas um tronco de árvore é “pesado” e no entanto também flutua. O esquema explicativo leve-flutua/pesado-afunda é posto em causa porque há objectos reconhecidos como “pesados” que afinal flutuam. Basta para isso ajudar os alunos e evocar determinados conhecimentos do seu quotidiano, como antes foi referido.

4. Flutuar ou não depende da quantidade de água e do nível da água

Numa turma do 4º ano, (em que se desenvolvia a investigação) com a devida anuência da professora, introduzi a seguinte questão:

- Porque razão há objectos que flutuam e objectos que se afundam?

Foi sugerido aos alunos que discutissem a questão em grupo, o que era já um hábito de muitas aulas anteriores. Ao fim de alguns minutos os grupos comunicam as suas ideias ao grupo-turma, através do respectivo porta-voz e de algumas intervenções complementares de outros alunos. No grupo 1 são apresentadas as seguintes ideias: o volume e o nível da água têm importância; se for mais leve flutua e mais pesada afunda; a quantidade de água tem importância, flutua melhor em muita água.

Nesta narrativa, para além do esquema explicativo muito corrente pesado/afunda-leve/flutua, surge com bastante clareza a ideia, já identificada em adultos, segundo a qual quanto maior a quantidade de água maior é a probabilidade de o objecto flutuar. O nível do líquido surge também como factor distinto da quantidade de água: acredita-se que quanto maior for a distância entre a superfície livre do líquido e o fundo do recipiente, mais facilmente o objecto flutuará.

Perante tais ideias, as questões poderão despertar nos alunos um renovado olhar.

- Então achas que o objecto flutua melhor em muita água! Ora no mar há imensa água; será que no mar nenhum objecto vai ao fundo?

- E no alto mar, é muito fundo, tem muita água por baixo! Será que uma pedra deixada cair de um barco no alto mar fica a flutuar, à superfície da água?

PS:.[Continua em Flutuar-afundar: concepções da criança III]

FLUTUAR - AFUNDAR! As concepções das crianças-I

1. O objecto flutua porque:

é fino; é plano; é comprido; é gordo, é pequeno; é leve…

São “explicações” que começamos a ouvir nas crianças por volta dos 4/5 anos e que em muitas delas se prolongam no 1º ciclo. Referem-se a uma característica visível do objecto, tendo um carácter descritivo e não explicativo. A característica que a criança invoca como explicação é o elemento perceptivo do objecto que aos seus olhos assume especial relevância. Por isso, tais “explicações” têm um carácter muito particular, variando, na mesma criança, de objecto para objecto, e, no mesmo objecto, de criança para criança.

2. Objectos “leves” flutuam e objectos “pesados” vão ao fundo

Trata-se de uma primeira tentativa de generalização, que se baseia na experiência quotidiana das crianças com objectos flutuantes, que na linguagem corrente se dizem “leves” (objectos feitos de madeira, de cortiça, de plástico, etc.) e com objectos não flutuantes, que vulgarmente se dizem “pesados” (objectos feitos de metal, pedras, etc.).

Porém, é muito frequente verificar-se que o esquema mental leve-flutua/pesado-afunda leva as crianças a mudarem de opinião acerca do que é leve ou pesado, formulando o seu juízo “definitivo”, depois de observarem o comportamento do objecto na água. Quando assim é, ser leve ou pesado não é o que determina o comportamento do objecto na água; é antes o comportamento do objecto que determina o juízo quanto ao que é ser leve ou pesado.

Significa isto que, na visão da criança, causa e efeito se confundem, podendo permutar entre si. Porém, a criança dá-se conta de que este jogo de inter-mutabilidade entre causa e efeito está viciado, quando é confrontada com situações que ela reconhece não fazerem sentido, como por exemplo:

- Bom, tu achas que o que é pesado afunda e o que é leve flutua! Então um grão de areia é pesado e um navio é leve?!

As crianças facilmente percebem que algo "não bate certo"... Trata-se de trazer à consciência das crianças conhecimentos que elas já possuem, para se promover o confronto entre esses conhecimentos e a teoria que estão a sustentar no momento. A consciência da contradição estimula a actividade mental de construção de novas teorias, bem como o confronto de diferentes pontos de vista. Aquele paradoxo gera grande tensão sócio-cognitiva nos alunos, o que põe em marcha o seu potencial reflexivo e criativo.

PS:.[Continuação em Flutuar-afundar: concepções da criança II]

As boas questões conduzem ao conhecimento!

Num pequeno grupo de crianças de 5 anos apresentei-lhes um frasco de vidro e travei com elas o seguinte diálogo:

P - O que há dentro deste frasco?, perguntei.

R - Não tem nada, disseram.

P - Nada? Já ouviram falar de ar?, perguntei.

R - Já.

P - Há ar nesta sala?

R - Não, só se abrirmos uma janela.

P - Mas vocês respiram ou não dentro da sala?

R - Sim, respiramos.

P - E o que é preciso para vocês respirarem?

R - Ar.

P - Então o que é preciso haver na sala para vocês poderem respirar?

R - É preciso ar.

P - Então na sala há ar ou não?

R - Há.

P - E dentro deste frasco o que há?

R - Tem ar.

Este exemplo de questionamento revela que as crianças são frequentemente contraditórias, mas isso não significa que não tenham apreço pela lógica. A contradição reside na ausência de consciência da contradição. As boas questões estimulam as crianças à reflexão, conduzindo assim à tomada de consciência da contradição - esforçam-se então por eliminar a contradição logo que dela tomam consciência.

Neste caso, as crianças compreendem que não é compatível o conhecimento de que respiram com a ideia de que não há ar na sala. Isso leva-as ao reconhecimento de que existe ar na sala e que sendo assim será natural que exista ar no frasco. A simples reflexão das crianças, pela via do questionamento do adulto, conduz ao conhecimento de que há ar na sala, sendo assim abandonada a ideia contrária inicial.

O ESTADO DE FLUXO: tornar fácil o que é difícil!

Nas Práticas EERC o professor promove um processo de aprendizagem que, exigindo de início uma actividade cognitiva simples, vai induzindo os alunos em actividade cognitiva progressivamente mais complexa. As crianças descobrem o prazer de pensar e deixam-se ir... Deste modo tem sido possível promover o estado de fluxo (Goleman, 2000) na sala de aula.

O estado de fluxo caracteriza-se por um alto nível de concentração e desempenho intelectual, associado a um estado de êxtase e reduzido esforço que, consequentemente, retarda o efeito de fadiga, podendo prolongar-se no tempo. Trata-se de uma aparente impossibilidade que, todavia, tem fundamentos neurobiológicos:

Quando observamos alguém em estado de fluxo, ficamos com a sensação de que o difícil é fácil; o desempenho óptimo parece natural e simples. Esta impressão equivale ao que se passa no interior do cérebro, onde se repete um paradoxo semelhante: as tarefas mais exigentes são desempenhadas com um dispêndio mínimo de energia mental. No fluxo, o cérebro encontra-se num estado de “controlo” perfeito em que a excitação e inibição dos circuitos neuronais estão sintonizadas com as exigências do momento. Quando as pessoas se entregam a actividades que, sem esforço, lhes captam e prendem a atenção, os seus cérebros “acalmam-se”, no sentido de que há uma diminuição da excitação cortical (Goleman, 2000:113).

Goleman, D. (2000). Inteligência emocional. Lisboa: Temas e debates, Ltda.

O QUE SÃO PRÁTICAS EERC?

O ensino que vimos preconizando neste blog é resultado de um trabalho continuado ao longo de quase duas décadas. Desenvolvemos uma teoria e uma prática de sala de aula a que designamos de Ensino Experimental Reflexivo das Ciências (EERC).

Nesse processo de ensino parte-se de questões, problemas e fenómenos que se tornam objecto de reflexão e investigação experimental. As situações experimentais são geradoras de diferentes ideias que suscitam a comunicação, a discussão e a argumentação entre os alunos. Estes podem recorrer de novo ao processo experimental para avaliarem a conformidade das ideias com a evidência, o que permite o abandono de certas ideias e acolhimento de outras. E todo o processo é mediado pela acção intencional do professor, que promove uma atmosfera de estimulação do pensamento e da criatividade, baseada em princípios de respeito mútuo, de liberdade de comunicação e de expressão da afectividade.

Assim, nas Práticas EERC as crianças (Sá c/ Varela, 2004):

a) Explicitam as suas ideias e modos de pensar sobre questões, problemas e fenómenos;

b) Argumentam e contra-argumentam entre si e com o adulto quanto ao fundamento das suas ideias;

c) Submetem as ideias e teorias pessoais à prova da evidência com recurso aos processos de investigação;

d) Recorrem à escrita de forma regular na elaboração de planos de investigação, na elaboração de relatórios e no registo das observações e dados da evidência;

e) Avaliam criticamente as suas teorias, expectativas e previsões no confronto com as evidências e com outros pontos de vista e argumentos;

f) Adquirem conhecimentos científicos partindo de diferentes perspectivas pessoais sobre as evidências, depois de discutidas e serem objecto de um processo de "decantação".

Isto acontece realmente, em grupos bem organizados, trabalhando com alto sentido de responsabilidade, por onde o professor vai passando regularmente, por sua iniciativa ou a pedido do grupo.

A competência fundamental do professor é a do questionamento reflexivo, que em cada situação e momento, fornece o estímulo intelectual e a adequação do grau de dificuldade, indispensáveis para que as crianças vão evoluindo para patamares de pensamento cada vez mais elevados (Sá, 1996; http://hdl.handle.net/1822/8165 , Sá & Varela, 2007).

As boas questões são as que vão de encontro à zona óptima de dificuldade na mente do aluno, ou seja, as que captam a zona cognitiva mais produtiva, fazendo o pensamento avançar. Deste modo - diz-nos a experiência de sala de aula e os resultados da investigação - as crianças são capazes de superar complexos desafios de natureza cognitiva, com prazer e sentimento de realização pessoal. Atingem elevados níveis de sucesso em termos dos objectivos de natureza cognitiva, tradicionalmente valorizados, mas vão muito para além disso. Tornam-se pensadores activos e críticos, desenvolvem competências sociais, promovem a sua auto-estima, a motivação intrínseca, a autonomia, a capacidade de tomar decisões e aprendem a lidar de forma positiva com as situações de insucesso. A cada insucesso, avaliam a situação com a ajuda do professor e recomeçam com maior zelo e empenho.

Os resultados da nossa investigação (Sá, J & Varela, P.) demonstram de forma clara que as Práticas EERC desenvolvem nas crianças as suas capacidades cognitivas (tornam-se mais inteligentes), melhoram a qualidade das suas aprendizagens no domínios da língua(1), no domínio das ciências, desenvolvem competências de resolver problemas novos e tornam-se mais reflexivos face aos seus pares. Foram medidos indicadores de todas estas variáveis.

(1) Ainda não testámos esta hipótese ao nível da Matemática, mas temos como certo que se confirmará. As capacidades cognitivas têm uma natureza transversal, ou seja, são uma ferramenta com que o aluno opera na construção das aprendizagens de diferentes domínios curriculares.

Aula sobre circuitos eléctricos no 4º ano de escolaridade!

Os alunos do Mestrado em Ensino Experimental das Ciências no Ensino Básico da Universidade do Minho têm vindo a realizar aulas de ensino experimental das ciências em turmas do 1º ciclo. Essas actividades integram-se no próprio processo de formação. Assim se dá corpo à filosofia do Mestrado que preconiza uma formação transformadora e renovadora das práticas de ensino, numa relação dialéctica entre o contexto da sala de aula e o contexto institucional da formação. Move-nos a busca dos processos de optimização do potencial cognitivo e de aprendizagem que há nas crianças, e a construção de uma vivência educativa mais estimulante para os professores e os alunos. Sim, também os professores precisam... para um renovado sentido da sua profissão.

A aluna Graciete Costa orientou uma aula sobre circuitos eléctricos (do mesmo modo que os outros alunos do curso o fizeram noutras turmas) numa turma do 4º ano na Escola EB1/JI Estrada - Turma 8.

Aí temos: a) aquisição de novos vocábulos plenos de significado; b) trabalho de comunicação oral e escrita; c) aprendizagens científicas; d) o recurso ao desenho para representação do modelo de circuito; e) pensamento reflexivo (quanto esforço mental é necessário para descrever correctamente as ligações do circuito em palavras próprias! quanta atenção é necessária para desenhar correctamente essas ligações!); f) destrezas manipulativas e competências de observação, exploração e descoberta (não é dito aos alunos como fazer as ligações; são antes direcciondos pelo questionamento do professor). Deixo-vos o link do blog da turma onde poderão encontrar notícia dessa aula:

http://estt8.blogspot.com/2009/01/experiencias-com-electricidade.html

Parabéns Graciete. Este exemplo constitui um repto para nós, docentes e alunos do Mestrado, encontrarmos uma forma de dar pública visibilidade às actividades de sala de aula que vimos realizando.

P.S.: Aos professores que pretendam realizar a actividade podem encontrar o guião e os resultados de investigação em Sá, J.(2002). Renovar as Práticas no 1º Ciclo pela Via das Ciências da Natureza. Porto: Porto Editora, 2ª Edição.

http://www.portoeditora.pt/ficha.asp?ID=34060