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NOVOS RUMOS PARA O LABORATRIO ESCOLAR DE CINCIAS*

A. Tarciso Borges Colgio Tcnico da UFMG Belo Horizonte MG

Resumo Este trabalho discute o papel das atividades prticas no ensino de cincias e rev como o laboratrio escolar de cincias tem sido usado. Discute os pressupostos sobre a natureza do conhecimento que suportam esses usos e os equvocos a que conduzem. Descreve algumas alternativas potencialmente mais relevantes e pedagogicamente interessantes que temos estudado, em contraste com os tipos de atividades fortemente estruturadas tradicionalmente utilizadas pelos professores. Em particular, defende a adoo de uma ampla gama de atividades prtico-experimentais no necessariamente dirigidas como os tradicionais roteiros experimentais e uma mudana de foco do trabalho no laboratrio, com o objetivo de deslocar o ncleo das atividades dos estudantes da exclusiva manipulao de equipamentos, preparao de montagens e realizao de medidas, para outras atividades que se aproximam mais do fazer cincia. Essas atividades mais envolvem a manipulao de interpretaes e idias sobre observaes e fenmenos que objetos, com o propsito de produzir conhecimento. Entre elas: a anlise e interpretao dos resultados, a reflexo sobre as implicaes destes e a avaliao da qualidade das evidncias que suportam as concluses obtidas. Palavras-chave: Laboratrio, investigaes abertas, resoluo de problemas, problemas prticos, ensino-aprendizagem de cincias.

* Publicado no Caderno Brasileiro de Ensino de Fsica, v. 19, n. 3, dez. 2002. Este trabalho baseado em um texto destinado a discutir o papel das atividades prticas em um curso para a formao de especialistas em ensino de cincias. O texto original foi apresentado como comunicao oral e publicado nas Atas do I ENPEC, guas de Lindia, SP, 27-29 de novembro, 1997. Porto Alegre: Instituto de Fsica da UFRGS, p. 2-11.

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I. Introduo

A qualidade do ensino provido pelos sistemas escolares s crianas e jovens tem sido objeto de debates ao longo de vrias dcadas, culminando com os chamados para a reforma desses sistemas e dos currculos vigentes. O ensino tradicional de cincias, da escola primria aos cursos de graduao, tem se mostrado pouco eficaz, seja do ponto de vista dos estudantes e professores, quanto das expectativas da sociedade. Essa situao no privilgio das cincias, mas se estende a outras reas de conhecimento, como indicam os resultados conseguidos por grupos de estudantes brasileiros nas avaliaes nacionais e no recente projeto PISA (OCDE, 2001). A escola tem sido criticada pela baixa qualidade de seu ensino, por sua incapacidade em preparar os estudantes para ingressar no mercado de trabalho ou na universidade, por no cumprir adequadamente seu papel de formao das crianas e adolescentes, e pelo fato de que o conhecimento que os estudantes exibem ao deixar a escola fragmentado e de aplicao limitada. Tampouco a escola conseguiu fazer das mesmos pessoas acostumadas a tomar decises, a avaliar alternativas de ao de maneira crtica e independente e a trabalhar em cooperao.

Vrias so as causas apontadas para explicar a ineficincia do sistema escolar. A educao, como absoluta prioridade nacional, ainda permanece apenas no plano da retrica oficial dos governos dos estados e federao. No entanto, algumas medidas foram e continuam sendo implementadas, como o aumento da carga horria obrigatria, introduo de novas disciplinas, programa de avaliao de livros didticos e mudanas na forma de organizao do trabalho escolar. Essas mudanas ocorrem lentamente, ao passo que outras, igualmente importantes e urgentes, vo sendo proteladas, como a valorizao dos espaos educacionais, da profisso de professor e de programas para o aperfeioamento e desenvolvimento profissional dos docentes. Ao lado dessas dificuldades gerais, as vrias disciplinas que compem o currculo apresentam problemas especficos de aprendizagem. Os pesquisadores educacionais tm se debruado sobre estas questes e, se ainda no h consenso, h um razovel entendimento do que poderia ser feito para diminuir a enorme distncia que nos separa, em termos de qualidade de educao pblica, de outras naes. No entanto, as pesquisas educacionais permanecem igualmente desconhecidas para governantes e professores.

No caso de Cincias, tm havido em vrios pases movimentos de reforma curricular, desde os grandes projetos de interveno da dcada de 60 at aes mais localizadas e orientadas pelo crescente corpo de conhecimento sobre as concepes alternativas dos estudantes a respeito de vrios tpicos de Fsica e das dificuldades especficas de aprendizagem que eles enfrentam. Antes de tudo preciso enfatizar que o ensino, no s de cincias, uma atividade complexa e problemtica. Isso se deve ao fato de no existir uma tradio de prticas sociais de ensino

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suficientemente estveis que possam ser amplamente compartilhadas e que resistam s mudanas contnuas, no s no contexto fsico e scio-cultural da escola, mas tambm nos professores e seus estudantes, provocadas por novos valores, conhecimentos e crenas, novas percepes e maturao. Isso nos remete para a formao dos professores, visto que cada um deles deveria estar consciente desse espectro de possibilidades de transformaes em si prprio, em seus colegas, em seus estudantes e ambiente de trabalho e flexvel para modificar sua forma de atuao em resposta s mudanas percebidas.

Trata-se de um problema extremamente complexo e de larga escala. Nesse trabalho, nossa preocupao ser apenas com as conseqncias advindas de como os professores de cincias entendem aquilo que ensinam e como crem que podem faz-lo melhor. Isso est relacionado, em grande parte, com as metas estabelecidas pelos currculos (reconhecidas como legtimas pelos professores), para a educao em cincias. As modificaes nestas metas acarretam alteraes nos prprios contedos e tcnicas de ensino. As metas que mais comumente expressam aquilo que os estudantes devem aprender tm sido:

1) adquirir conhecimento cientfico; 2) aprender os processos e mtodos das cincias; 3) compreender as aplicaes da cincia, especialmente as relaes entre

cincia e sociedade, e cincia-tecnologia-sociedade (BYBEE; DEBOER, 1996). De acordo com essa proposta, os estudantes deveriam conhecer alguns

dos principais produtos da cincia, ter experincia com eles, compreender os mtodos utilizados pelos cientistas para a produo de novos conhecimentos e como a cincia uma das foras transformadoras do mundo. Um exemplo disso pode ser encontrado nos Parmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Mdio (MEC, 1999) que prope que o ensino de cincias deve propiciar ao educando compreender as cincias como construes humanas, entendendo como elas se desenvolvem por acumulao, continuidade ou ruptura de paradigmas, relacionando o desenvolvimento cientfico com a transformao da sociedade (p. 107).

Os professores de cincias, tanto no ensino fundamental como no mdio, em geral acreditam que a melhoria do ensino passa pela introduo de aulas prticas no currculo. Curiosamente, vrias das escolas dispem de alguns equipamentos e laboratrios que, no entanto, por vrias razes, nunca so utilizados, dentre s quais cabe mencionar o fato de no existirem atividades j preparadas para o uso do professor; falta de recursos para aquisio de componentes e materiais de reposio; falta de tempo do professor para planejar a realizao de atividades como parte do seu programa de ensino; laboratrio fechado e sem manuteno. So basicamente as mesmas razes pelas quais os professores raramente utilizam os computadores colocados nas escolas. Muitos deles at se dispem a enfrentar isso, improvisando

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aulas prticas e demonstraes com materiais caseiros, mas acabam se cansando dessa tarefa inglria, especialmente em vista dos parcos resultados que alcanam. um equvoco corriqueiro confundir atividades prticas com a necessidade de um ambiente com equipamentos especiais para a realizao de trabalhos experimentais, uma vez que podem ser desenvolvidas em qualquer sala de aula, sem a necessidade de instrumentos ou aparelhos sofisticados. Os movimentos de reforma curricular nas ltimas dcadas deram imenso destaque ao ensino no laboratrio, como por exemplo, PSSC, e os vrios cursos da Nuffield Foundation. No obstante, o papel que o laboratrio deve ter no ensino de cincias, estava longe de ser claro para o professor. Em parte, as dificuldades com as atividades prticas derivam de uma postura equivocada quanto natureza da Cincia (HODSON, 1988; MILLAR, 1991).

A importncia e o prestgio que os professores atribuem ao ensino prtico deve-se popularizao, nas ltimas dcadas, das idias progressistas ou desenvolvimentalistas no pensamento educacional que descendem de Rousseau, Pestalozzi, Spencer, Huxley, Dewey, entre outros (BYBBE; DEBOER, 1996). A idia central : qualquer que seja o mtodo de ensino-aprendizagem escolhido, deve mobilizar a atividade do aprendiz, em lugar de sua passividade. Usualmente, os mtodos ativos de ensino-aprendizagem so entendidos como se defendessem a idia de que os estudantes aprendem melhor por experincia direta. Embora verdadeiro em algumas situaes, esse entendimento uma simplificao grosseira, como apontam os trabalhos baseados nas idias de Dewey, Piaget e Vigotsky, entre outros. O importante no a manipulao de objetos e artefatos concretos, e sim o envolvimento comprometido com a busca de respostas/solues bem articuladas para as questes colocadas, em atividades que podem ser puramente de pensamento. Nesse sentido, podemos pensar que o ncleo dos mtodos ativos (pode-se at cham-lo de trabalhos ou atividades prticas, para significar que est orientado para algum propsito) no envolve necessariamente atividades tpicas do laboratrio escolar.

Atividades de resoluo de problemas, modelamento e representao, com simulaes em computador, desenhos, pinturas, colagens ou simplesmente atividades de encenao e teatro, cumprem esse papel de mobilizar o envolvimento do aprendiz. Essas atividades apresentam, muitas vezes, vantagens claras sobre o laboratrio usual, uma vez que no requerem a simples manipulao, s vezes repetitiva e irrefletida, de objetos concretos, mas de idias e representaes, com o propsito de comunicar outras idias e percepes. Obviamente, todas elas podem ser associadas a certos aspectos materiais. A materializao de um modelo, de uma representao, de uma encenao, etc., requer objetos que no so necessariamente os mesmos de um trabalho de laboratrio. A riqueza desse tipo de atividade est em propiciar ao estudante a oportunidade e ele precisa estar consciente disso de trabalhar com coisas e objetos como se fossem outras coisas e objetos, em um

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exerccio de simbolizao ou representao. Ela permite conectar smbolos com coisas e situaes imaginadas, o que raramente buscado no laboratrio, expandindo os horizontes de sua compreenso.

II. O laboratrio tradicional

Para um pas onde uma frao considervel dos estudantes nunca teve a oportunidade de entrar em um laboratrio de cincias, pode parecer um contra-senso questionar a validade de aulas prticas, especialmente porque na maioria das escolas elas simplesmente no existem. De fato, h uma corrente de opinio que defende a idia de que muitos dos problemas do ensino de cincias se devem ausncia de aulas de laboratrio. Para os que compartilham dessa opinio, uma condio necessria para a melhoria da qualidade de ensino consiste em equipar as escolas com laboratrios e treinar os professores para utiliz-los. Entretanto, mesmo nos pases onde a tradio de ensino experimental est bem sedimentada, a funo que o laboratrio pode, e deve ter, bem como a sua eficcia em promover as aprendizagens desejadas, tm sido objeto de questionamentos, o que contribui para manter a discusso sobre a questo h alguns anos (veja WOOLNOUGH, 1991; WHITE,1996).

Dessa discusso, parece resultar uma posio unnime de desaconselhar o uso de laboratrios no esquema tradicionalmente usado, pelo seu impacto negativo sobre a aprendizagem dos estudantes. White comenta que os resultados e concluses de muitas pesquisas sobre a eficcia dos laboratrios decepcionam, pois conflita com teorias e expectativas. Ns preferimos pensar que os laboratrios funcionam porque acrescentam cor, a curiosidade de objetos no-usuais e eventos diferentes, e um contraste com a prtica comum na sala de aula de permanecer assentado (WHITE, 1996, p.761). No que denominado laboratrio tradicional, o aluno realiza atividades prticas, envolvendo observaes e medidas, acerca de fenmenos previamente determinados pelo professor (TAMIR, 1991). Em geral, os alunos trabalham em pequenos grupos e seguem as instrues de um roteiro. O objetivo da atividade prtica pode ser o de testar uma lei cientfica, ilustrar idias e conceitos aprendidos nas aulas tericas, descobrir ou formular uma lei acerca de um fenmeno especfico, ver na prtica o que acontece na teoria, ou aprender a utilizar algum instrumento ou tcnica de laboratrio especfica. No se pode deixar de reconhecer alguns mritos nesse tipo de atividade: por exemplo, a recomendao de se trabalhar em pequenos grupos, o que possibilita a cada aluno a oportunidade de interagir com as montagens e instrumentos especficos, enquanto divide responsabilidades e idias sobre o que devem fazer e como faz-lo; outro o carter mais informal do laboratrio, em contraposio formalidade das demais aulas.

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As principais crticas que se fazem a essas atividades prticas que elas no so efetivamente relacionadas aos conceitos fsicos; que muitas delas no so relevantes do ponto de vista dos estudantes, j que tanto o problema como o procedimento para resolv-lo esto previamente determinados; que as operaes de montagem dos equipamentos, as atividades de coleta de dados e os clculos para obter respostas esperadas consomem muito ou todo o tempo disponvel. Com isso, os estudantes dedicam pouco tempo anlise e interpretao dos resultados e do prprio significado da atividade realizada. Geralmente, eles percebem as atividades prticas como eventos isolados que tm o objetivo de chegar resposta certa (TAMIR, 1989). No surpreendente, assim, que o laboratrio seja pouco efetivo em provocar mudanas nas concepes e modelos prvios dos estudantes, em proporcionar uma apreciao sobre a natureza da cincia e da investigao cientfica e em facilitar o desenvolvimento de habilidades estratgicas (WHITE, 1996; GAGN, 1970). Alguns crticos mais veementes argumentam que, alm disso, os laboratrios de cincias so caros, que o uso de equipamentos s encontrados nos laboratrios torna o ensino distante da experincia fora de sala de aula e que a prpria complexidade das montagens constitui uma forte barreira para que o estudante compreenda as idias e conceitos envolvidos nas atividades prticas.

As crticas que se colocam ao modo como essas atividades prticas so tradicionalmente utilizadas nas escolas apontam que, alm de sua completa inadequao pedaggica, sua fundamentao epistemolgica equivocada (HODSON, 1988; MILLAR, 1991). Esse quadro no exclusivo do laboratrio; vrios dos livros-textos de Fsica e de cincias mais populares no pas sofrem da mesma deficincia (MOREIRA; OSTERMANN; 1993). Essa concepo empirista-indutivista da cincia, a qual Chalmers (1993) denomina de indutivismo ingnuo, assume que o conhecimento cientfico a verdade provada ou descoberta que tem origem no acmulo de observaes cuidadosas de algum fenmeno por uma mente livre de pr-concepes e sentimentos que aplica o mtodo cientfico para chegar a generalizaes cientificamente vlidas. Essa concepo de cincia acaba por conferir um peso excessivo observao, em detrimento das idias prvias e imaginao dos estudantes. Alm disso, representa o mtodo cientfico como um algoritmo infalvel, capaz de produzir conhecimento cientificamente provado, comeando com observaes objetivas e neutras, formulao de hipteses, comprovao experimental e generalizao das concluses. H dois problemas srios e sem soluo com essa viso.

Em primeiro lugar, essa concepo particular do processo de produo do conhecimento sugere para professores e estudantes que as atividades prticas escolares so da mesma natureza e tm a mesma finalidade que as experimentais e de observao que os cientistas fazem nos seus laboratrios de pesquisa. As atividades

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prticas e os experimentos cientficos so bem distintos, com objetivos bastante diferentes. O cientista passou anos de sua vida estudando uma determinada rea da cincia e quando se prepara para realizar um experimento ou conjunto de experimentos, ele o faz para resolver um problema que o interessa, e para o qual pode estar buscando uma soluo h muito tempo. Assim, quando ele realiza um experimento, este vem precedido de muito estudo e reflexo, planejamento e preparao. Nesse perodo anterior efetiva concretizao do experimento, o cientista toma uma srie de decises para definir e delimitar o que ir fazer e medir/observar, que critrios usar para checar a preciso e a confiabilidade dos resultados, que controles exercer sobre a situao, entre outras. Em segundo lugar, tendo sido criticada por vrios filsofos, como por exemplo Popper, Russel-Hanson, Feyerabend, Kuhn e Toulmin, esta imagem da cincia, que ainda permeia muitos dos nossos livros didticos de cincias naturais, especialmente aqueles utilizados na Educao Bsica, est completamente superada nos crculos acadmicos h vrias dcadas.

A aceitao dessas crticas no implica, entretanto, concordar com a argumentao de que as atividades prtico-experimentais de cincias so suprfluas, e que elas podem, portanto, ser descartadas para o bem dos professores, dos estudantes e da prpria escola, que estes poderiam repensar o aproveitamento do tempo destinado a tais atividades, bem como dos espaos ocupados por salas especiais de laboratrio, onde existem. Alis, da forma como vemos a questo, no h a necessidade de um ambiente especial reservado para tais atividades, com instrumentos e mesas para experincias, mas somente que haja planejamento e clareza dos objetivos das atividades propostas. Segundo Tamir (1991), um dos principais problemas com o laboratrio de cincias que se pretende atingir uma variedade de objetivos, nem sempre compatveis, com um mesmo tipo de atividade. certo que, com um mesmo conjunto de materiais, um professor criativo pode planejar vrias atividades diferentes com objetivos claramente distintos, como, por exemplo, aprender a usar um instrumento para fazer leituras, obter uma imagem de um fenmeno ainda no observado, aprender estratgias para lidar com os erros e incertezas inerentes ao processo de medio, procurar evidncias da existncia de alguma relao entre grandezas envolvidas na situao, e outros. Sem dvida que as atividades prticas podem propiciar ao estudante imagens vividas e memorveis de fenmenos interessantes e importantes para a compreenso dos conceitos cientficos. Atravs delas, ele pode ser educado para fazer medies corretamente e procurar relaes entre variveis.

A questo que se coloca : o laboratrio pode ter um papel mais relevante para a aprendizagem escolar? Se pode, de que maneira ele deve ser organizado? A resposta para a primeira questo sem dvida afirmativa: o

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laboratrio pode, e deve, ter um papel mais relevante para a aprendizagem de cincias. O fato de estarmos insatisfeitos com a qualidade da aprendizagem, no s de cincias, sugere que todo o sistema escolar deve ser continuamente repensado. Com raras excees, no se cogita a extino da escola, por causa de suas dificuldades. Da mesma forma, o que precisamos encontrar novas maneiras de usar as atividades prtico-experimentais mais criativa e eficientemente e com propsitos bem definidos, mesmo sabendo que isso apenas no soluo para os problemas relacionados com a aprendizagem de cincias.

A cincia, em sua forma final, se apresenta como um sistema de natureza terica. Contudo, necessrio que procuremos criar oportunidades para que o ensino experimental e o ensino terico se efetuem em concordncia, permitindo ao estudante integrar conhecimento prtico e terico. Descartar a possibilidade de que os laboratrios tm um papel importante no ensino de cincias significa destituir o conhecimento cientfico de seu contexto, reduzindo-o a um sistema abstrato de definies, leis e frmulas. Muito do que se faz nas aulas de Fsica em nossas escolas de ensino mdio e universidades assemelha-se a isso, preocupando-se mais com a apresentao das definies, conceitos e frmulas que os alunos memorizam para resolver exerccios. Sem dvida que as teorias fsicas so construes tericas e expressas em forma matemtica; mas o conhecimento que elas carregam s faz sentido se nos permite compreender como o mundo funciona e porqu as coisas so como so e no de outra forma. Isso no significa admitir que podemos adquirir uma compreenso de conceitos tericos atravs de experimentos, mas que as dimenses terica e emprica do conhecimento cientfico no so isoladas. No se trata, pois, de contrapor o ensino experimental ao terico, mas de encontrar formas que evitem essa fragmentao no conhecimento, para tornar a aprendizagem mais interessante, motivadora e acessvel aos estudantes.

III. Os objetivos do laboratrio

Mesmo em locais com forte tradio de ensino experimental, por exemplo, nos cursos superiores e cursos das escolas tcnicas, quase nunca ocorre o planejamento sistemtico das atividades, com a explicitao e discusso dos objetivos de tal ensino. A formulao de um planejamento para as atividades de ensino, quando existe, destina-se mais a atender s demandas burocrticas do que explicitar as diretrizes de ao do professor e dos estudantes, ao longo de um curso. Assim, o professor trabalha quase sempre com objetivos de ensino pouco claros e implcitos, confiando em sua experincia anterior com cursos similares. Com isso, os estudantes no percebem outros propsitos para as atividades prticas que no os de verificar e comprovar fatos e leis cientficas. Isso determinante na sua compreenso acerca da

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natureza e propsitos da cincia (HODSON, 1988), e tambm da importncia que eles atribuem s atividades experimentais. Alguns dos objetivos implcitos que os professores e estudantes tradicionalmente associam aos laboratrios de cincias sero discutidos a seguir.

III.1 Verificar/comprovar leis e teorias cientficas

Este objetivo enganoso, pois o sucesso da atividade garantido de antemo por sua preparao adequada. O teste que se pretende fazer , em geral, de um aspecto especfico de uma lei ou teoria, e no de seus fundamentos. Hodson (1988) aponta que, como conseqncia, o estudante tende a exagerar a importncia de seus resultados experimentais, alm de originar um entendimento equivocado da relao entre teoria e observao. Outro aspecto que ele logo percebe que sua experincia deve produzir o resultado previsto pela teoria, ou que alguma regularidade deve ser encontrada. Quando ele no obtm a resposta esperada, fica desconcertado com seu erro, mas, se percebe que o erro pode afetar suas notas, ele intencionalmente corrige suas observaes e dados para obter a resposta correta, e as atividades experimentais passam a ter o carter de um jogo viciado. Infelizmente este daquele tipo de jogo que se aprende a jogar muito rapidamente. Muitas vezes, os prprios professores so vtimas desse raciocnio, e sentem-se inseguros quando as atividades que propem no funcionam como esperavam, passando a evit-las no futuro porque no do certo. As causas do erro no so investigadas e uma situao potencialmente valiosa de aprendizagem se perde, muitas vezes, por falta de tempo. Nesse sentido, o que se consegue no laboratrio similar ao que se aprende na sala de aula, onde o resultado se torna mais importante que o processo, em detrimento da aprendizagem.

III.2 Ensinar o mtodo cientfico

Muitas vezes, o que o professor deseja que o aluno aprenda ou adquira uma apreciao sobre o mtodo cientfico e a natureza da cincia. A compreenso subjacente a de que fazer cincia significa descobrir fatos e leis pela aplicao de um mtodo experimental indutivo, e fazer invenes. A motivao para a atividade experimental dos cientistas verificar se suas prprias idias esto corretas. Tal concepo assume que existe um nico mtodo cientfico que pode ser adequadamente representado como uma seqncia de etapas, como um algoritmo. Essa concepo do papel das atividades prticas e as suas conseqncias para a aprendizagem de cincias foram discutidas por vrios autores (HODSON, 1986; MILLAR, 1991; MOREIRA; OSTERMANN, 1993). Ela assume que a atividade

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experimental essencial cincia e que a observao e a experimentao fornecem dados puros, verdadeiros e objetivos, e, por isso mesmo, confiveis, em vista de sua independncia de quaisquer idias tericas do observador, ou seja, est apoiada na idia de que qualquer observador no tendencioso registrar as mesmas observaes sobre aquela parte da realidade para a qual ele volta sua ateno. A essncia daquela parte observada da realidade descortina-se e impe-se da mesma forma para todos os observadores com esse perfil.

H uma ingenuidade inerente a esse entendimento que consiste em assumir que os dados so imediatos, no sentido de que so lidos diretamente da parcela observada do mundo, e no problemticos. Tudo o que o cientista precisa fazer selecionar quais os fenmenos ou aspectos da realidade deseja investigar e, ento, aplicar o mtodo cientfico. A natureza/realidade se encarregar de produzir as respostas do tipo sim/no para as suas indagaes (HODSON, 1986). A descoberta cientfica assemelha-se assim (para usar uma analogia mais acessvel) descoberta de novas terras pelos treinados navegantes de uns poucos sculos atrs, com uma pequena frota e tripulao (ou mesmo um barco isolado), perscrutando os mares pouco navegados, com olhos atentos para os indcios de novas terras e ilhas, como pssaros e razes e troncos nas guas. Alguns podiam at tardar em conseguir sucesso, mas as terras e ilhas desconhecidas estavam l, a espera de algum descobridor atento e destemido. Esta concepo assume tambm que os professores e estudantes percebem o propsito de um experimento escolar em cincias de forma clara, igual e inequvoca, o que os conduzir descoberta de novos fatos e leis, conforme prescrito pelo roteiro de atividades.

H vrias dcadas, amplamente questionada a idia de que a descoberta seja um processo, ou um conjunto hierrquico de processos lgicos. Apesar de que os informes e relatos das descobertas cientficas, especialmente como apresentado nos livros escolares e pelos meios de comunicao, sugiram para o leigo que as descobertas cientficas resultam do acmulo de vastos conjuntos de observaes detalhadas e repetidas acerca de um fenmeno segundo as prescries do mtodo cientfico, ou ento resultem de idias inspiradas de mentes geniais, o processo bem diferente disso. Os cientistas utilizam mtodos, mas isso no significa que haja um mtodo cientfico que determine exatamente como fazer para produzir conhecimento. O laboratrio pode proporcionar excelentes oportunidades para que os estudantes testem suas prprias hipteses sobre fenmenos particulares, para que planejem suas aes, e as executem, de forma a produzir resultados dignos de confiana. Para que isso seja efetivo, deve-se programar atividades de explicitao dessas hipteses antes da realizao das atividades. Faz-se tambm necessrio que os professores enfatizem as diferenas entre os experimentos realizados no laboratrio escolar, com fins pedaggicos, e a investigao emprica realizada por cientistas. necessria uma

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anlise mais cuidadosa da relao entre observao, experimento e teoria (CHALMERS, 1993). Alm disso, devem encorajar a discusso aberta das limitaes e suposies que permeiam cada atividade no laboratrio escolar.

III.3 Facilitar a aprendizagem e compreenso de conceitos

Para se alcanar este objetivo recomenda-se que a atividade concentre-se apenas nos aspectos desejados, com um planejamento cuidadoso que considere as idias prvias dos estudantes a respeito da situao estudada, o tempo necessrio para completar a atividade, as habilidades requeridas e aspectos ligados segurana (HODSON, 1988). Ao desenvolver tais atividades, o professor deve ter em mente que aquilo que qualquer pessoa observa depende fortemente de seu conhecimento prvio e de suas expectativas (HANSON, 1958; CHALMERS, 1993). Em um laboratrio tradicional, com atividades realizadas sob a orientao do professor e seguindo os roteiros fornecidos, pode-se acreditar que tal objetivo possa ser conseguido. Mas no se pode tomar como certo que se todos os membros de um grupo vem o mesmo fenmeno, todos o interpretem da mesma forma ou aceitem a validade e legitimidade das observaes (GUNSTONE, 1991). O fato de um estudante realizar uma atividade adequadamente planejada no garante que ele aprenda aquilo que era pretendido.

Essas consideraes sugerem a necessidade de atividades pr e ps-laboratrio, para que os alunos explicitem suas idias e expectativas, e discutam o significado de suas observaes e interpretaes. Antes de realizar a atividade prtica, deve-se discutir com eles a situao ou fenmeno que ser tratado. Pode-se pedir que escrevam suas previses sobre o que deve acontecer e justific-las. Na fase ps-atividade, faz-se a discusso das observaes, resultados e interpretaes obtidos, tentando reconcili-las com as previses feitas. Aqui o momento de se discutir as falhas e limitaes da atividade prtica (GUNSTONE, 1991).

Uma vez que os estudantes no so desafiados a explorar, desenvolver e avaliar as suas prprias idias, e os currculos de cincias no oferecem oportunidades para a abordagem de questes acerca da natureza e propsitos da cincia e da investigao cientfica (CAREY et al, 1989), a forma de trabalhar proposta proporciona o contexto adequado para a discusso desse tipo de questo.

III.4 Ensinar habilidades prticas

A aquisio de habilidades prticas e tcnicas de laboratrio um objetivo que pode e deve ser almejado nas atividades. H, entretanto, um certo grau de confuso sobre o que realmente so. Para alguns, trata-se de habilidades cognitivas relacionadas com os processos bsicos da cincia. Vrios currculos de cincias

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desenvolvidos nos Estados Unidos, Canad e Europa adotaram tal perspectiva, buscando ensinar ou desenvolver certas habilidades gerais e independentes do contexto, tais como fazer observaes, classificar, prever, formular hipteses que poderiam, ento, ser aplicadas em outros contextos. H uma forte crtica acerca da possibilidade de transferncia destas habilidades entre contextos distintos, da necessidade e mesmo da possibilidade de se ensin-las (MILLAR; DRIVER, 1987; MILLAR, 1988).

O argumento utilizado que so processos cognitivos gerais que as pessoas empregam desde muito cedo, e que associ-las com os processos da cincia o mesmo que insistir em uma concepo ultrapassada da atividade cientfica. Como Millar e Driver (1987) argumentam, pode-se desejar que as crianas aprendam a observar cuidadosamente, a notar detalhes, a fazer observaes relevantes. Entretanto, o que ou no relevante depende das expectativas e idias prvias de cada um acerca de um fenmeno. No existe algo relevante em uma situao ou fenmeno, independentemente de quem o observa, ou formula hipteses sobre ele.

Millar (1988; 1991) argumenta que h um conjunto de habilidades prticas ou tcnicas bsicas de laboratrio que vale a pena ser ensinado, como por exemplo, aprender a usar equipamentos e instrumentos especficos, medir grandezas fsicas e realizar pequenas montagens, que dificilmente o estudante tem oportunidade de aprender fora do laboratrio escolar. Dentro de cada laboratrio h um conjunto bsico de tcnicas que pode ser ensinado e que forma uma base experiencial sobre a qual os estudantes podem construir um sistema de noes que lhes permitiro relacionar-se melhor com os objetos tecnolgicos do cotidiano. Alm delas, existem as chamadas tcnicas de investigao (MILLAR, 1991); so ferramentas importantes e teis para qualquer cidado e relacionam-se com a obteno de conhecimento e a sua comunicao. Por exemplo: repetir procedimentos para aumentar a confiabilidade dos resultados obtidos, aprender a colocar e a obter informao de diferentes formas de representao como diagramas, esquemas, grficos, tabelas, etc. Muitas dessas habilidades so utilizadas inconscientemente por todas as pessoas e se refletem nas decises e procedimentos que cada um de ns toma ou se utiliza ao resolver problemas ou ao lidar com situaes prticas. Elas fazem parte do nosso arsenal de estratgias de pensamento informal que toda a pessoa inteligente deveria estar apta a empregar em qualquer situao. Embora possam ser desenvolvidas atravs da escolarizao, no so necessariamente vinculadas aprendizagem de cincias. A organizao das atividades para se conseguir tais objetivos depender do conhecimento que os estudantes j possuem. Por exemplo, se o objetivo que os alunos, sem nenhum conhecimento anterior, aprendam a utilizar corretamente o voltmetro e o ampermetro, ento, uma atividade orientada pelo professor e baseada em um roteiro pode ser a melhor alternativa. Se, ao contrrio, eles j tm algum

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conhecimento em circuitos eltricos, provavelmente melhor que eles aprendam a partir do estudo dos manuais tcnicos que acompanham os equipamentos.

IV. Alternativas para o laboratrio escolar

As pesquisas sobre ensino-aprendizagem de cincias produziram evidncias de que as crianas trazem para a escola um conjunto de concepes sobre vrios aspectos do mundo, mesmo antes de qualquer introduo cincia escolar. Essas concepes alternativas so adquiridas a partir de sua insero na cultura comum e da experincia cotidiana com fenmenos e eventos, e, freqentemente, interferem com a aprendizagem das idias cientficas. A psicologia cognitiva tem contribudo, junto com a pesquisa em ensino e aprendizagem de cincias, para a anlise da prtica educacional. Entretanto, pela prpria complexidade da questo, o que tem sido possvel fazer a obteno de diretrizes muito genricas sobre como ensinar e como contribuir para a aprendizagem escolar, o que ainda muito distante das expectativas excessivamente otimistas da dcada de 50 (COLL, 1987). Uma dessas recomendaes, a qual exprime a idia bsica das concepes construtivistas a de que o aluno constri seu prprio conhecimento atravs da ao a de que os processos educacionais devem respeitar e favorecer a atividade do estudante, e que esta deve ser o centro do processo de aprendizagem. Algumas vertentes do construtivismo argumentam que qualquer atividade pedaggica s tem valor se tiver origem no aprendiz e se este detiver pleno controle das aes, para justificar uma forma de ativismo empirista. Como Coll aponta,

pouco importa que esta atividade consista de manipulaes observveis ou em operaes mentais que escapem ao observador; pouco importa tambm que responda total ou parcialmente iniciativa do aluno, ou que tenha sua origem no incentivo e nas propostas do professor. O essencial que se trate de uma atividade cuja organizao e planejamento fique a cargo do aluno (1987, p. 187). O trabalho no laboratrio pode ser organizado de diversas maneiras,

desde demonstraes at atividades prtico-experimentais dirigidas diretamente pelo professor ou indiretamente, atravs de um roteiro. Todas podem ser teis, dependendo dos objetivos que o professor pretende com a realizao das atividades propostas. Uma alternativa que temos defendido h mais de uma dcada, e mais recentemente temos investigado e utilizado com nossos alunos, consiste em estruturar as atividades de laboratrio como investigaes ou problemas prticos mais abertos, que os alunos devem resolver sem a direo imposta por um roteiro fortemente estruturado ou por instrues verbais do professor. Um problema, diferentemente de

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um exerccio experimental ou de um de fim de captulo do livro-texto, uma situao para a qual no h uma soluo imediata obtida pela aplicao de uma frmula ou algoritmo. Pode no existir uma soluo conhecida por estudantes e professores ou at ocorrer que nenhuma soluo exata seja possvel. Para resolv-lo, tem-se que fazer idealizaes e aproximaes. Diferentemente, um exerccio uma situao perturbadora ou incompleta, mas que pode ser resolvida com base no conhecimento de quem chamado a resolv-lo.

Aspectos Laboratrio Tradicional Atividades Investigativas

Quanto ao grau de abertura

Roteiro pr-definido

Restrito grau de abertura

Variado grau de abertura

Liberdade total no planejamento

Objetivo da Comprovar leis Explorar fenmenos

Atitude do estudante

Compromisso com o resultado Responsabilidade na investigao

Fig. 1 - Contnuo problema-exerccio.

O que julgamos importante chamar a ateno para o fato de que uma situao, percebida como um problema por uma pessoa, pode ser entendida como um mero exerccio por outra. De qualquer forma, para resolver um problema, um estudante deve fazer mais que simplesmente lembrar-se de uma frmula ou de uma situao similar que conseguiu resolver. Nesse sentido, um problema um desafio proposto para o aluno, e pode ser expresso em diferentes nveis: desde um problema completamente fechado at um aberto (GARRET, 1988). No primeiro caso, o problema, os procedimentos e recursos so dados pelo professor, livro ou roteiro, ficando para o aluno a tarefa de colher dados e tirar as concluses. Ao contrrio, em uma investigao aberta, cabe a ele toda a soluo, desde a percepo e gerao do problema; sua formulao em uma forma suscetvel de investigao; o planejamento do curso de suas aes; a escolha dos procedimentos, a seleo dos equipamentos e materiais, a preparao da montagem experimental, a realizao de medidas e observaes necessrias; o registro dos dados em tabelas e grficos; a interpretao dos resultados e enumerao das concluses. A Fig. 1 representa as atividades investigativas e o laboratrio tradicional, contrastando-os segundo trs aspectos: o grau de abertura, o objetivo da atividade e a atitude do estudante em relao a ela. O que denominamos grau de abertura indica o quanto o professor ou o roteiro que ele fornece especifica a tarefa.

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A Fig. 1 sugere, quanto ao aspecto abertura, a existncia de um contnuo, cujos extremos seriam: exerccios, de um lado, e problemas completamente abertos, do outro. Entre esses dois extremos, que determinam quem tem o controle ou a responsabilidade por certas etapas da atividade prtica, h um nmero de possibilidades com diviso dessas tarefas entre o professor e os estudantes. Outra forma de entender essa distino entre problema fechado e aberto foi proposta por Tamir (1991), baseada em estudos anteriores e apresentada na Fig. 2. Ele prope a categorizao das atividades investigativas em quatro nveis, de acordo com a Fig. 2. No nvel 0, o qual corresponde aproximadamente ao extremo de problema fechado, so dados o problema, os procedimentos e aquilo que se deseja observar/verificar, ficando a cargo dos estudantes coletar dados e confirmar ou no as concluses. No nvel 1, o problema e procedimentos so definidos pelo professor, atravs de um roteiro, por exemplo. Ao estudante cabe coletar os dados indicados e obter as concluses. No nvel 2, apenas a situao-problema dada, ficando para o estudante decidir como e que dados coletar, fazer as medies requeridas e obter concluses a partir deles. Finalmente, no nvel 3 o mais aberto de investigao o estudante deve fazer tudo, desde a formulao do problema at chegar s concluses.

Nvel de Investigao Problemas Procedimentos Concluses Nvel 0 Dados Dados Dados Nvel 1 Dados Dados Em aberto Nvel 2 Dados Em aberto Em aberto Nvel 3 Em aberto Em aberto Em aberto

Fig.2- Nveis de investigao no laboratrio de cincias.

Um sistema de categorias, mesmo simples como esse, serve como um organizador de nosso entendimento do que est envolvido no grau de abertura de uma situao-problema. Como exemplo de um problema de nvel 2, considere a situao a seguir, que realizamos recentemente com todas as turmas do primeiro ano de ensino mdio, trabalhando em grupos de 3 ou 4 estudantes cada, como uma atividade normal de laboratrio durante o estudo de cinemtica. A Fig. 3 reproduz o esquema apresentado aos alunos. O problema foi especificado e a montagem previamente preparada, mas no fornecemos indicao do que e como deveria ser medido, portanto parecia correto nosso entendimento de que se tratava de um problema de nvel 2. Aps uma fase rpida de planejamento do grupo, praticamente todos decidiram por medir a altura mxima que a bolinha atingia ou o tempo necessrio para ela atingir o ponto de maior altura. A partir dos valores obtidos, eles usaram uma das equaes para movimento com acelerao constante, por exemplo, a equao de Torricelli, para determinar Vo. Apesar de simples, a atividade propiciou discusses sobre como medir a altura mxima alcanada pela bolinha, a pouca acuracidade

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conseguida na medida do tempo (eles facilmente conectaram isso com o tempo de reao deles atividade que j haviam feito anteriormente), e a necessidade do experimento ser replicado. Nem todos os grupos conseguem imaginar um caminho para solucionar o problema dentro do perodo do laboratrio, e recorrem ao professor ou aos seus colegas, em busca de sugestes de procedimento. Para esses grupos, no podemos dizer que a atividade um problema de nvel 2, mas talvez de nvel 1.

Um curso baseado em investigaes apresenta a caracterstica nica de combinar processos, conceitos e procedimentos na soluo de um problema. Vrios estudos foram realizados em nosso grupo procurando compreender as dificuldades que os estudantes, com e sem experincia pessoal com trabalhos prticos escolares, enfrentam ao formular um problema a partir de uma situao proposta a eles, em planejar a sua soluo e execut-la. Nosso aprendizado a partir dessas pesquisas sugere que uma atividade aberta pode ser muito difcil para alunos sem conhecimento de contedo e sem experincia anterior com laboratrio. No entanto, temos evidncias de que, mesmo sem conhecimento especfico sofisticado e experincia com aulas de laboratrio, conseguem formular problemas mais simples e planejar a sua soluo em laboratrio.

Desafio prtico

Um lanador de projteis, consistindo de uma

mola comprimida por um mbolo dentro de um tubo de pvc, como o mostrado ao lado, lana uma pequena bola verticalmente para cima com uma velocidade inicial V0. Como voc faria para determinar essa velocidade inicial? Planeje um experimento que lhe permita fazer isto.

Utilize a montagem do lanador de projteis e faa as medidas que julgar necessrias para resolver esse problema. Escreva em seu relatrio o procedimento utilizado, os valores das medidas que voc fez e o valor encontrado para a velocidade inicial.

Fig. 3 - Exemplo de um problema para estudantes do 1o ano do ensino mdio.

O entendimento e formulao de um problema so as atividades que mais exigem dos alunos, que, muitas vezes, s conseguem entender o que devem fazer e formular o problema de maneira mais ou menos clara, depois de passar vrias vezes pelas mesmas etapas. De qualquer forma, o processo todo de formulao, planejamento e soluo, no parece ser linear. Apesar de demandar ateno e auxlio

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do professor, essa forma de organizao da atividade prtica captura a ateno dos estudantes e melhora seu envolvimento com ela. Durante as etapas de resoluo do problema, h ciclos de realimentao para as etapas anteriores, vindas da percepo da necessidade de mudanas no planejamento, na formulao do problema ou nas tcnicas experimentais utilizadas. Nossos estudos anteriores com alunos conduzindo atividades investigativas produziram evidncias de que estas etapas no ocorrem seqencialmente e independentemente umas das outras, mas que ao contrrio, acontecem concomitantemente e de forma recursiva, conforme ilustra a Fig. 4. Isso nos alerta para o fato de que, ao investigar como os alunos resolvem problemas e desafios, no devemos esperar reconhecer essas etapas nitidamente, nem observar progressos rpidos e espetaculares em seu desempenho e em sua autonomia. Podemos nos perguntar se vale o esforo; continuamos acreditando que sim, mas no nos iludamos, pois ensinar e aprender a pensar criticamente difcil e requer tempo.

Baseados nisso, sugerimos que as investigaes devam ser inicialmente simples e feitas em pequenos grupos, embora com um sentido claro de progresso ao longo do curso. Idealmente deveriam ser introduzidas j no ensino fundamental. Nossos dados de pesquisa sugerem que alunos de sexta srie em diante esto aptos a realizar atividades desse tipo. A programao destas deve tambm levar em conta tanto sua experincia com atividades do mesmo tipo, como o conhecimento referente ao tpico a ser investigado. Quando este for pouco conhecido, pode-se recorrer a consultas a livros ou a materiais especialmente preparados para apresent-lo aos estudantes. O professor atua como um mediador entre o grupo e a tarefa, intervindo nos momentos em que h indeciso, falta de clareza ou consenso. Seu objetivo deve ser deixar que o grupo, progressivamente, assuma maior controle sobre sua atividade. Entretanto e, principalmente, ao iniciar cada tema novo, o professor deve monitorar mais cuidadosamente o seu progresso. Essa uma atividade que demanda muito esforo do professor, especialmente se h muitos grupos em sua turma.

Defendemos que essas abordagens deveriam ser adotadas na formao de professores. Os licenciandos precisam exercitar o planejamento, a preparao e a execuo de atividades mais abertas, se desejamos que eles venham a adot-las em suas aulas no futuro. Como exemplo, considere o problema de determinar que tipo de material de um dado conjunto melhor para confeco de roupas de frio. Uma maneira de resolver a questo seria envolver um recipiente, contendo uma certa quantidade de gua gelada, com amostras de cada um dos materiais do conjunto especificado, e determinar o tempo gasto para a temperatura da gua subir at um valor estabelecido, como conseqncia da troca de calor com o ambiente em volta. Dessa forma, est se determinando que material fornece a melhor isolao trmica. Os estudantes podem, no entanto, interpretar isso em termos de concepes alternativas, concluindo que naquele caso em que a temperatura da gua subir at o

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valor desejado mais rapidamente que se tem o melhor material, isto , o que aquece mais. Foi exatamente o que aconteceu quando propusemos a uma turma de professores de cincias, em uma disciplina de um curso de especializao, que pensassem como este problema poderia ser solucionado. Eles chegaram mesma soluo errada, embora muito comum, pois est em acordo com as concepes prvias dos alunos e deles prprios. Ao serem questionados sobre o significado das concluses que um aluno poderia formular a partir dos resultados conseguidos dessa forma, os professores perceberam a inadequao do procedimento para uso na sala de aula. As discusses que se seguiram, visando a sua modificao, para evitar a possibilidade de reforar as concepes iniciais dos estudantes, foram ricas e fizeram emergir algumas das dificuldades dos prprios professores, tanto com o tpico, quanto com o planejamento de atividades de laboratrio.

Fig. 4 - Esquema de soluo de um problema.

Uma mudana na maneira de resolver o problema tornou-se necessria: repetir o procedimento, mas agora comeando com gua da torneira temperatura ambiente, em lugar de gelada. A seguir, repetiu-se o processo utilizando gua quente e medindo-se quanto tempo necessrio em cada caso para a temperatura cair, por exemplo, dez graus. Essas modificaes forneceram muitas oportunidades para se discutir as concepes prvias dos estudantes sobre o fenmeno investigado e avaliar as suas possveis solues.

Outras alternativas que tm o potencial de propiciar aos alunos atividades relevantes e motivadoras, que os desafiem a utilizar suas habilidades cognitivas para construrem modelos mais robustos, capazes de dar sentido s suas

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experincias com o mundo, envolve o uso de simulaes em computador e os laboratrios investigativos baseados em computadores combinados com sensores de vrios tipos. O computador no usado apenas como uma ferramenta convencional para exibir animaes, fazer grficos e para o tratamento estatstico de dados observacionais, mas com interfaces apropriadas para a aquisio e exibio de dados em tempo real. Sistemas desse tipo so usados em algumas escolas exatamente da mesma forma que os equipamentos tradicionais; a pouca novidade fica por conta do uso dos de alta tecnologia. Em princpio, um sistema desse tipo no determina o que deve ser investigado, nem os passos de uma investigao, mas temos defendido que pode mudar o papel do estudante, se as atividades forem pensadas de forma adequada. Em um laboratrio investigativo baseado em microcomputador, a coleta de dados pode ser feita em tempo real, de forma rpida, e pode ser repetida muitas vezes, se necessrio. Em situaes que ela lenta com material convencional (por exemplo, coletar dados de intensidade da corrente ou diferena de potencial durante a carga ou descarga de um capacitor ou construir uma tabela de posio em funo do tempo para um dado movimento), pode ser feita rpida e facilmente, com a aquisio automtica de dados.

Atualmente, h interfaces para ambiente Windows e calculadoras de bolso, alm de uma variedade enorme de sensores para detectar e medir a temperatura, velocidade, posio, acelerao, fora, presso, intensidade luminosa, condutividade trmica, umidade relativa do ar, presso sangnea, pH e vrias outras grandezas. Nos ltimos anos, o custo desses equipamentos caiu muito e eles passaram a ser alternativas competitivas com os equipamentos convencionais de laboratrio. Os softwares de controle dispem de muitos recursos, tais como exibio automtica de diferentes formas de grficos, controle da interface via software, ajustes de escalas, tabelas, recursos de ajuste de curvas a um conjunto de pontos, entre outros. Nossa experincia indica que os estudantes aprendem rapidamente a usar os recursos bsicos do sistema. O uso de laboratrio baseado em computador permite que o estudante dedique menos tempo coleta e apresentao dos dados; com isso, ele dispe de mais tempo para o controle de outras partes do processo, como o planejamento da atividade, a seleo do que medir, execuo da investigao e interpretao e avaliao dos resultados. Alm disso, esses recursos permitem a execuo de investigaes em tempo real, bem como a pronta alterao do planejamento, caso seja necessrio, o que freqentemente o caso numa investigao. Possibilitam tambm que situaes mais complexas, como por exemplo as que envolvem grande nmero de variveis ou as que acontecem muito rapidamente para serem observadas por meios convencionais, possam ser estudadas no laboratrio, sob diferentes condies.

A posio que defendemos no a de mera adeso a um modismo ou a de investir em aquisio automtica de dados por causa do apelo das novas

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tecnologias. A mera escolha de equipamentos alternativos ou o uso de laboratrios baseados em computador no resolve os problemas relacionados com a aprendizagem de cincias a partir de atividades prtico-experimentais. A clareza sobre o que se pretende conseguir com o uso do laboratrio, orientada pela pesquisa educacional, continua sendo to importante quanto o no laboratrio convencional. Nosso ponto central : mesmo onde as atividades prticas so comuns, onde j existe uma tradio de aulas de laboratrio, em geral, acabam se tornando improdutivas ou rotineiras, pois o currculo prope metas no factveis para o laboratrio escolar. Alm disso, quase sempre o manuseio dos objetos e equipamentos e a coleta de dados passam a ser vistos, por professores e alunos, como as atividades mais importantes. Sobra muito pouco tempo e esforo para refletir, discutir e tentar ajudar os alunos a compreender o significado e implicaes das observaes que fizeram e os resultados que obtiveram.

IV. Concluses

H evidncias de pesquisas sugerindo que o uso de computadores como ferramentas de laboratrio oferece novas maneiras para ajudar os estudantes na construo de conceitos fsicos (LINN; SONGER; LEWIS; STERN, 1993) e permite o planejamento de seus prprios experimentos. Ambientes desse tipo fornecem oportunidades para propor e refinar questes, fazer e testar previses, formular planos para experimentos, coletar e analisar dados, alm de contribuir para reforar a habilidade em interpretar grficos e resultados (LINN; LAYMAN; NACHMIAS, 1987). Pelo fato de serem interativos e por ligarem experincias concretas de coleta de dados com a sua representao simblica em tempo real, os laboratrios baseados em computadores deixam mais tempo para os estudantes se dedicarem a atividades mais centrais para o pensamento crtico, para a soluo de problemas e o monitoramento de suas aes e pensamento, para modelar solues e test-las, em lugar de apenas responderem s questes levantadas pelo professor.

O laboratrio de cincias fornece uma base fenomenolgica sobre fenmenos e eventos que se contrapem percepo desordenada do cotidiano. O argumento aqui desenvolvido simples: a introduo de atividades prticas nos cursos de Fsica e de Cincias no resolve as dificuldades de aprendizagem dos estudantes, se continuarmos a tratar o conhecimento cientfico e suas observaes, vivncias e medies como fatos que devem ser memorizados e aprendidos, ao invs de como eventos que requerem explicao. Apontamos tambm que alguns dos objetivos, pretendidos por professores e autores de materiais de ensino, derivam de concepes equivocadas acerca da natureza dos processos de aprendizagem e de produo de conhecimento cientificamente vlido. Para que as atividades prticas

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sejam efetivas em facilitar a aprendizagem, devem ser cuidadosamente planejadas, levando-se em conta os objetivos pretendidos, os recursos disponveis e as idias prvias dos estudantes sobre o assunto.

Recomenda-se que o professor utilize-se de atividades pr-laboratrio para clarificar os objetivos pretendidos, idias iniciais dos estudantes e suas expectativas acerca do fenmeno estudado. Aps a atividade prtica, recomenda-se a discusso dos resultados obtidos, bem como as limitaes da atividade. Para evitar que os estudantes adquiram uma concepo errnea do que feito nos laboratrios, necessrio que o professor distinga claramente as atividades prticas para fins pedaggicos da investigao experimental executada por cientistas. Alm disso, urgente que livros-texto e os cursos de formao de professores nos vrios nveis passem a se preocupar mais com as imagens sobre a natureza da cincia que, implcita ou explicitamente, transmitem aos docentes e estudantes de cincias.

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