Ao nível das Ciências Naturais, a integração curricular das TIC no nosso país está a ocorrer gradualmente, existindo inúmeros recursos disponíveis no mercado que podem ser utilizados com os alunos na sala de aula e aos quais são actualmente associadas assinaláveis potencialidades. De acordo com a sua função, podem agrupar-se em seis categorias5:
- Ferramentas de recolha, processamento e interpretação de dados – ex: sistemas de aquisição e tratamento de dados (SATD), bases de dados, folhas de cálculo (ex: Microsoft Excel), modelação.
- Software multimédia – ex: vídeos, sequências explicativas em suporte aúdio, tutoriais, simulações, slide shows, enciclopédias/bases de dados interactivas; - Ferramentas de apresentação e publicação – ex: Microsoft PowerPoint, Word
e Publisher, Windows MovieMaker, Windows Mediaplayer;
- Sistemas de recolha de informação – CD-ROM (ex: Encarta Enciclopédia), DVD, intranet, Internet;
- Tecnologias de projecção – ex: quadro interactivo, projector, TV; - Microscópios controlados por computador.
Entre as ferramentas TIC supra-mencionadas com aplicação no trabalho experimental encontram-se os Sistemas de Aquisição e Tratamento de Dados e os Simuladores. Para alguns autores (Hofstein & Lunetta, 2004; Pontes, 2005), a sua utilização no trabalho experimental em Ciências Naturais, pode representar um contributo apreciável na melhoria da qualidade do processo de ensino-aprendizagem.
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Se o objectivo da realização de uma determinada actividade experimental laboratorial for apenas ensinar a manipulação de material e comprovação de teorias, então o recurso às TIC pode não se justificar. Contudo, sempre que os objectivos incluam também a interpretação dos dados através da qual se pretende uma melhor compreensão da teoria, esta pode ser aumentada através da utilização de sistemas baseados em computador/máquinas calculadoras gráficas (SATD), que permitem o acesso rápido a um conjunto de dados exactos, muitas vezes em tempo real.
A célere recolha dos dados através dos SATD contribui, por sua vez, para que os alunos disponham de mais tempo para explorar e discutir os resultados obtidos, bem como para confrontar as suas ideias prévias com esses resultados (McFarlane & Sakellariou, 2002; Newton, 2000). A implementação de simulações tem, também, efeitos positivos, contribuindo para o desenvolvimento do pensamento crítico e de capacidades, como fazer previsões a partir dos resultados e discutir hipóteses (Baggott La Velle et al., 2003).
A natureza dinâmica e interactiva das simulações e dos SATD contribui para que os alunos: (i) alcancem uma visualização mais clara dos processos e consigam estabelecer relações entre variáveis; (ii) centrem a sua atenção em questões globais; (iii) compreendam conceitos complexos mais facilmente; (iv) acedam a ideias de forma mais rápida e fácil, bem como formulem novas ideias e as transfiram para contextos diferentes. A utilização destas ferramentas TIC ao nível do trabalho experimental potencia também um maior controlo da aprendizagem pelo aluno, o que estimula o seu interesse e motivação pelas actividades e o desenvolvimento da sua autonomia6
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Utilizar as TIC como suporte de actividades experimentais de investigação, pode ainda dar aos alunos a oportunidade de experimentarem todo o processo de investigação de forma cíclica e holística, situação que em condições de laboratório escolar convencional, dados os constrangimentos de tempo, não é possível, verificando-se um comprometimento do encadeamento entre as diferentes fases do processo: planificação, execução, elaboração do relatório e avaliação (Baggott la Velle et al., 2003).
Num outro relatório, elaborado igualmente em 2003 mas pela Becta’s ICT
Research, que analisou estudos recentes sobre a utilização das TIC no ensino-
aprendizagem das Ciências, é relatado que o recurso às TIC nas Ciências Naturais tem potenciado resultados positivos ao nível de: (i) modificação de práticas pedagógicas; (ii)
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37 motivação dos alunos; (iii) exploração de ideias; (iv) implementação de trabalho prático, corroborando os resultados dos estudos supra-mencionados7. Rogers (2003) sintetiza uma ideia recorrente no quadro da utilização das TIC ao afirmar que o papel desempenhado pelo professor é determinante neste sucesso. No estudo que realizou, identificou os seguintes aspectos fundamentais da conduta do professor que contribuem para o sucesso de aulas envolvendo as TIC: (i) a explicitação muito clara dos objectivos e tarefas; (ii) o aproveitamento criativo dos tempos que sobram, nomeadamente com intervenções de encorajamento ao debate e discussão de ideias e resultados; (iii) o encadeamento das actividades envolvendo as TIC com as actividades realizadas anteriormente e com as que se irão seguir; (iv) a ênfase na interpretação dos resultados e na reflexão crítica.
Como grandes obstáculos à implementação das TIC nas aulas de Ciências Naturais, nomeadamente ao nível do trabalho experimental, são referenciados a escassez de recursos educativos, o seu elevado custo e a falta de formação dos professores. A insuficiência de recursos disponíveis leva a que sejam os professores a ter de conceber os seus próprios materiais, gerando ansiedade alguma frustração, resultantes da falta de formação inicial e contínua que têm nesta área (Brilha, Legoinha, Gomes, & Rodrigues, 1999). Dez anos passados, a situação não mudou significativamente, o que adverte para a importância da concretização efectiva da formação de professores, inicial e contínua, e da disponibilização de recursos nas escolas, adequados às exigências curriculares. É frequentemente referenciada a “falta de conhecimentos sobre o impacto do uso das TIC em contexto educativo e a escassez de tempo, que é indispensável na aprendizagem das tecnologias e na preparação das aulas” (Morais & Paiva, 2007, p.104).
No caso particular dos SATD, apesar de constituírem uma das ferramentas TIC com aplicação no trabalho experimental e da sua utilização ter vindo a ganhar relevo, graças às potencialidades e implicações que lhes têm sido atribuídas na aprendizagem dos alunos em Ciências Naturais, continuam a ser pouco utilizados nesta área curricular disciplinar. Partindo desta constatação, considerou-se como pressuposto do presente estudo que a investigação centrada em processos de integração de SATD no funcionamento quotidiano da Escola, em turmas regulares de Ciências Naturais, proporciona conhecimentos relevantes para o apuramento e refinamento da utilização desta tecnologia e sua disseminação entre os professores.
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2.3. Sistemas de Aquisição e Tratamento de Dados
Neste subcapítulo começa-se por apresentar uma breve caracterização dos SATD e da história da sua implementação em Portugal, dedicando-se depois um espaço mais alargado à análise do interesse/utilidade destes dispositivos no ensino das Ciências Naturais, das suas vantagens e implicações na aprendizagem, das limitações/constrangimentos a eles associados e das condições necessárias para a sua eficaz utilização.