A vontade de ensinar as ciências existe desde o século XVIII e conheceu depois uma longa evolução. A partir de então, foi marcada por numerosas reformas, desde a lição das coisas do século XIX até às mais recentes actividades de despertar [para a ciência]. As preocupações de hoje não nascem, portanto, de um simples desejo de imitar (…), pois inscrevem-se numa tradição muito antiga (Charpak, 1996, pp.123).
Os contributos da Espistemologia, da História da Ciência e da Psicologia da Aprendizagem ajudam a fundamentar as opções educacionais e didácticas da Educação em Ciência (Cachapuz et al, 2002).
Ajudar os docentes na escolha das suas opções didácticas, com vista à melhoria das concepções de ciência e da sua prática pedagógica e didáctica, desenvolvendo a capacidade de pensar como e porque se deve fazer ciência, é o objectivo principal da epistemologia, ou seja, é através desta que surge a concepção da ciência que deve ser ensinada. “O conhecimento de epistemologia torna os professores capazes de melhor compreender que ciência estão a ensinar, ajuda-os na orientação a dar às suas aulas e dá um significado mais claro e credível às suas propostas” (pp. 62 e 63).
A Psicologia da Aprendizagem contribui, igualmente para a Educação em Ciência, uma vez que permite que os professores reconheçam o modo como se processa a aprendizagem dos seus alunos, condicionando positivamente a sua actuação.
Neste sentido, as finalidades do Ensino das Ciências e a investigação em Educação em Ciências têm sofrido diversas alterações ao longo das últimas décadas. Se até algum tempo atrás, educar em ciência era sinónimo de educar para uma profissão ligada a este ramo do saber (Pereira, 2002; Díaz, 2002), actualmente, as teorias sobre a aprendizagem das ciências de cariz sócio-construtivista, põem em causa os modelos de ensino orientados por uma visão internalista da ciência, defendendo um ensino mais humanista, mais global e menos fragmentado, capaz de preparar melhor os alunos para a compreensão do mundo (Martins, 2002a).
Iniciamos esta secção pela abordagem da Educação em Ciências, nomeadamente pela caracterização da situação actual em Portugal.
Efectivamente, a importância da Ciência e da Tecnologia nas sociedades contemporâneas, deveria ser razão suficiente para o interesse dos jovens por estudos
científicos, por uma carreira profissional neste âmbito e pela aceitação de ideias pró- ciência. Contudo, a realidade demonstra que os resultados alcançados não satisfazem os objectivos da educação cientifico-tecnológica, sendo notório o afastamento dos jovens desta área do conhecimento (Martins, 2002a; Cachapuz et al, 2002). Os programas e a formação dos professores, especialmente em relação à educação científico-tecnológica, os métodos científicos de ensino, a escassez e pouca qualidade da maioria dos recursos didácticos disponíveis (Rutherford e Ahlgren, 1990), são motivos que justificam esta situação.
Segundo Martins e Veiga (1999), professores e alunos têm uma imagem deformada da Ciência e da sua metodologia, declarando que esta se resume a um conjunto de conhecimentos e procedimentos organizados à margem da sociedade e do seu contexto. Também Cachapuz et al (2002), partilham estas preocupações. Os alunos não entendem a importância e a finalidade do estudo das ciências, graças ao carácter académico fechado e não experimental dos currículos de ciências e do seu ensino.
Os resultados dos estudos PISA1 realizados em Portugal sobre o desempenho global médio dos alunos, ficam muito longe do que seria de esperar, tendo em conta o investimento na educação. A população do nosso país apresenta baixos níveis de literacia científica, facto que não se deve apenas ao reduzido investimento na educação, mas também à qualidade da educação em geral, e da educação em Ciências em particular.
Este tipo de estudos promovidos pela Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico (OCDE), decorrem de três em três anos e foram realizados pela primeira vez em 2000, tendo como objectivo, analisar a literacia ao nível da leitura de alunos de 15 anos de idade (OCDE, 2000). A segunda edição decorreu em 2003, no domínio da literacia matemática e também nos domínios da literacia de leitura, científica e de resolução de problemas. Em 2006, decorreu a terceira edição, com enfoque na literacia científica.
O conceito de literacia científica defendida pelo programa PISA, compreende a capacidade de utilizar o conhecimento científico na identificação de questões acerca do
1
Estudo internacional – OECD Programme for International Student Assessment [http://www.pisa.oecd.org]
mundo natural e das modificações que este sofre sob a influência do Homem e o estabelecimento de possíveis soluções, com vista à tomada de decisões devidamente informadas e à participação na sociedade.
A literacia de leitura (capacidade de compreensão, utilização e reflexão de textos escritos), a literacia matemática (capacidade de identificar, compreender e reconhecer a importância da matemática na sociedade) e a literacia científica são os três domínios essenciais para a vida no século XXI (OCDE, 2000).
De acordo com o relatório de 2004, os alunos portugueses encontram-se entre os países com os resultados mais abaixo da média dos restantes países da OCDE, ocupando o 32º lugar. Revelam um fraco nível científico, falta de interesse e uma atitude negativa por questões relacionadas com a ciência e tecnologia.
Outro indicador do nível de conhecimentos científicos, das atitudes face à ciência, das crenças sobre as relações entre a ciência e a sociedade e as práticas quotidianas de contacto com a ciência, é o inquérito à Cultura Científica dos Portugueses (OCT, 1998) realizado em Portugal. Em 1990 e 1992, foi promovido pelo Eurobarómetro e em 1996/97 e 1999/2000, o Observatório das Ciências e das Tecnologias (OCT) realizou novamente este inquérito, apesar da interrupção da sua aplicação na Europa. Apesar das críticas que existem sobre este tipo de estudo, consideramos importante referir que cerca de dois terços dos europeus inquiridos se consideram mal informados e manifestam pouco interesse sobre temas de ciência e tecnologia. Revelam, assim, pouco conhecimento científico e um afastamento pelo estudo desta área (Eurobarometer, 2001).
Para inverter a situação actual, é fundamental uma consciencialização de que a Educação em Ciência não pode continuar a reger-se pelo passado. Para se desenvolver uma literacia científica e tecnológica coerente com as finalidades educativas mais amplas e ajustadas às necessidades individuais de todos os alunos e da sociedade em que estes estão inseridos (Acevedo-Díaz, 2004), é urgente promover uma Educação em,
sobre e pela Ciência (Martins, 2002; Cachapuz et al, 2002; Santos, 2001).
A educação em ciência é sinónimo de conhecimento substantivo, apesar de não ser suficiente para a interpretação do mundo. Contudo, a abordagem de conceitos e as
relações entre eles (princípios, leis e teorias), é essencial para o desenvolvimento de competências científicas (Martins, 2002; Rodrigues, 2005).
Aprender e saber sobre Ciência é imprescindível para que as pessoas se possam comportar responsavelmente numa sociedade marcada pela ciência e tecnologia. Esta educação exige um espaço e um tempo específicos para discussão e reflexão sobre a natureza da ciência, nomeadamente sobre a forma como os cientistas conhecem o que conhecem, isto é, como projecta, gera e usa os conhecimentos. Exige, também, a compreensão do “ethos” e da história da própria ciência, que leve os aprendizes a conhecer por dentro os procedimentos da ciência, os factores, os valores e as convicções que os influenciam (Santos, 2001). A acção educativa de compreensão da natureza da ciência deve estar direccionada para as seguintes finalidades:
• Dar sentido à ciência;
• Manusear objectos técnicos e processos que fazem parte do quotidiano;
• Abordar problemáticas sócio-científicas e fomentar a participação activa na sociedade e na tomada de decisões;
• Valorizar a ciência como elemento da cultura contemporânea;
• Ter consciência das normas da comunidade científica que incluem regras morais de valor geral (ética).
A educação pela Ciência apela à construção de ambientes educativos de cidadania, onde a ciência e a tecnologia sejam reconhecidos como elementos da cultura e à promoção de valores sociais, culturais, humanistas e cívicos, através dos saberes e competências que transmite e dos processos de aprender e de pensar que lhe são implícitos (Santos, 2001). Esta concepção de educação está intimamente relacionada com a perspectiva CTS, que será abordada ainda neste capítulo (Ver Fig. 2.3).
Figura 2.3: Componentes de educação científica e competências de aprendizagem em ciências
(Fonte: Rodrigues, 2005, pp. 34)
Apesar de no capítulo 1 já referirmos os fundamentos, que segundo a UNESCO (1999) justificam a importância do ensino das ciências, não é demais assinalar alguns aspectos relevantes que justificam a Declaração sobre a Ciência e a utilização do Conhecimento Científico e a respectiva Agenda para a Ciência – Quadro de Acção. Considerando,
o o estado actual das ciências naturais e a direcção que estão a tomar, o impacto social que têm tido e o que a sociedade espera delas;
o que no século XXI a ciência tem de se tornar um bem partilhado, beneficiando todos os povos numa base de solidariedade, que a ciência é um poderoso recurso para a compreensão de fenómenos naturais e sociais, e que o seu papel promete ser ainda maior no futuro, à medida que a crescente complexidade do relacionamento entre a sociedade e o ambiente é melhor compreendido;
o que o acesso ao conhecimento científico para fins pacíficos, desde muito cedo na vida, é parte do direito à educação reconhecido a todos os homens e mulheres e que a educação científica é essencial para o desenvolvimento humano, para a criação de uma capacidade científica endógena e para uma cidadania informada e activa (pp. 5);
o o actual processo de globalização e o papel estratégico que nele tem o conhecimento científico e tecnológico;
o que a revolução da informação e da comunicação oferece meios novos e mais eficientes de realizar o intercâmbio de conhecimento científico e de fazer progredir a educação e a investigação;
o a importância para a investigação e a educação científicas de um acesso total e aberto aos dados e à informação pertencentes ao domínio público (pp. 6);
os participantes na Conferência Mundial sobre “Ciência para o Século XXI: Um Novo Compromisso”, proclamaram a importância da Ciência para o conhecimento; do conhecimento para o progresso; da Ciência para a paz; da Ciência em sociedade e da Ciência para a sociedade e da Ciência ao serviço da saúde. Estas orientações oferecem um enquadramento para a abordagem dos problemas, desafios e oportunidades que a investigação científica enfrenta; e para o desenvolvimento de parcerias ao nível nacional e internacional, de forma a colmatar as necessidades, aspirações e valores da humanidade e do respeito pela natureza e gerações futuras, com vista a um clima de paz e a um desenvolvimento sustentável (UNESCO, 1999).
Sobre a educação científica, este documento enuncia objectivos a alcançar, dos quais seleccionámos:
1. Os governos devem atribuir a mais elevada prioridade à melhoria do ensino das ciências a todos os níveis, dando particular atenção à eliminação dos efeitos provocados por preconceitos contra sexos e contra grupos desfavorecidos, promovendo a consciencialização do público para a ciência e apoiando a divulgação desta. É necessário dar passos no sentido de promover o desenvolvimento profissional de professores e de educadores face À mudança e devem ser feitos esforços especiais para pôr cobro à falta de professores e educadores com uma formação adequada, particularmente nos países em vias de desenvolvimento.
2. Os professores de ciências, a todos os níveis, e o pessoal envolvido no ensino informal da ciência, devem ter acesso à actualização contínua do seu conhecimento, para o melhor rendimento possível nas suas tarefas educacionais. 3. Os novos recursos, programas de ensino e as novas metodologias de ensino,
tendo em atenção a igualdade entre os dois sexos e a diversidade cultural, devem ser desenvolvidos por sistemas de educação nacionais em resposta a necessidades educacionais em mudança das sociedades. A investigação na educação para a ciência e a tecnologia precisa de ser aumentada, a nível nacional e internacional, através da criação e funcionamento em rede de centros especializados por todo o mundo, com a cooperação da UNESCO e de outras organizações internacionais competentes.
4. Os estabelecimentos de ensino devem encorajar o contributo dos estudantes para a tomada de decisões relativas à educação e à investigação.
5. Os governos devem oferecer maior apoio aos programas regionais e internacionais de ensino superior e ao funcionamento em rede de instituições académicas de diversos níveis (licenciatura e pós-graduação) (…), para reforçar a sua base de recursos científicos e tecnológicos.
6. As organizações não governamentais devem ter um papel importante na partilha da experiência de ensino e educação científicos.
7. Os estabelecimentos de ensino devem garantir uma educação científica de base aos alunos de áreas não científicas. Devem também dar oportunidades de aprendizagem científica ao longo de toda a vida.
8. (…) Deve ser ponderado um programa internacional para a promoção dos conhecimentos fundamentais e cultura científica, acessível a todos, de modo a fornecer dados tecnológicos e científicos apropriados sob uma forma facilmente compreensível que conduza ao desenvolvimento das comunidades locais.
9. As autoridades nacionais e as instituições financiadoras devem promover o
papel dos museus e centros de ciência como elementos importantes na educação científica do público (…) (pp. 23 e 24).
Fourez (1994), referido por Pereira (2002), justifica a necessidade de uma educação em ciência para todos, numa perspectiva de literacia científica, apontando argumentos de
ordem económica, política, social e humanista. Na sua opinião, é necessário aumentar a cultura científica da população, com vista ao aumento do nível de conhecimentos científicos da mão-de-obra nos países considerados desenvolvidos e, nos países em desenvolvimento, é ainda mais importante investir nesta educação. Por outro lado, uma sociedade formada por cidadãos desinformados e pouco participativos, deixando nas mãos dos especialista e técnicos a tomada de decisões sobre problemáticas cientifico- tecnológicas, está condenada a um sistema tecnocrático, afastado dos ideais democráticos, bem como à incapacidade de optar em situações que influenciam a qualidade de vida, como por exemplo, sobre dietas, saúde ou consumo.
Sob o ponto de vista humanista, é consensual a influência da ciência na nossa forma de pensar, nos nossos hábitos, nas artes, na literatura, enfim, em tudo o que nos rodeia, pelo que é essencial para cada cidadão, a compreensão da sua história, da sua relação com a filosofia, sociologia e psicologia, entre outros aspectos.
Como defendem, igualmente, Veiga e Martins (1999), a educação em ciência pressupõe “o desenvolvimento de comportamentos sociais esclarecidos e informados para a tomada de decisões sobre problemas locais e globais” (pp. 24), contemplando aspectos sobre a natureza do conhecimento científico, os processos e valores envolvidos na sua construção, a compreensão dos conceitos, princípio e leis, ou seja, deve “proporcionar aprendizagens que cientificamente justifiquem os argumentos utilizados para as várias situações” (pp. 25).
Hodson (1998), sobre a importância da educação em ciência, considera três dimensões: a primeira, aprender ciência, que remete para a aquisição e desenvolvimento do conhecimento conceptual; a segunda, aprender sobre ciência, está relacionada com a compreensão da natureza e dos métodos da ciência, a história e a sua evolução, e principalmente com a relação Ciência, Tecnologia e Sociedade/Ambiente; e a terceira, aprender a fazer ciência, que implica o aperfeiçoamento de competências na resolução de problemas e percursos de pesquisa.
A Educação em Ciências deve partir da resolução de problemas do dia-a-dia relacionados com temas reais, actuais e pertinentes, do ponto de vista social, e com base no interesse e relevância para os alunos (Sequeira, 2004), o que os fará sentir a
necessidade de aprender conceitos úteis para lidarem com esses problemas. Segundo Cachapuz et al (2002), a exploração de saberes do dia-a-dia das crianças, como ponto de partida, ajuda os alunos a reconhecer mais facilmente os contextos e história pessoal a que estão eventualmente ligados e, consequentemente, a aumentar a sua motivação e desenvolver a criatividade e as atitudes.
Aprender Ciências desde os primeiros anos parece ser uma via promissora para mais e melhores aprendizagens no futuro (Martins, 2002, pp.18).
É indiscutível que o ensino das ciências se deve iniciar nos primeiros anos de escolaridade. Relativamente a esta questão, Martins (2002a) esclarece que a escolaridade básica obrigatória deve ensinar o que é básico, como esse saber é importante e não menos importante, ser suficientemente atractiva para cativar os alunos para a continuação de estudo na área da Ciência e Tecnologia.
Também Wynne Harlen, citada em Martins (2002), defende que o ensino das ciências deve começar desde muito cedo, pois é mais fácil responder à curiosidade das crianças, desenvolver capacidades úteis para aprendizagens futuras de ciências e por ser uma via para a construção de uma imagem positiva e reflectida sobre a ciência (pp.17).
Pereira (2002) partilha a mesma opinião e entende que a ciência proporciona o desenvolvimento da curiosidade natural das crianças e que indo ao encontro dessa curiosidade, contribui para a maturação de capacidades intelectuais. Outra razão é a de possibilitar aprendizagens baseadas na interacção com os fenómenos naturais, levando a criança a investigar e a aprender a falar sobre esses fenómenos. A construção de representações básicas, de hábitos de pensamento e de algumas rotinas de pesquisa é essencial para a compreensão da importância da ciência e da tecnologia.
A educação científica nos primeiros anos de escolaridade, permite, também, o desenvolvimento de capacidades de raciocínio sobre a evidência e de argumentação, porque “as atitudes e as ideias adquiridas pelas crianças (…) têm uma influência decisiva sobre a forma como a ciência e a tecnologia será vista mais tarde (…)” (Pereira, 2002, pp. 35).
Actualmente, um ensino de qualidade não pode desvincular-se das características da sociedade actual e do futuro, fortemente caracterizada pela mudança permanente e acelerada. Aran (1996) relembra que se a escola ficar agarrada ao passado, não sendo capaz de proporcionar aprendizagens funcionais aos alunos, o processo de ensino e aprendizagem ficará comprometido. Acrescenta ainda, que o ensino não se pode circunscrever estritamente ao espaço interior do estabelecimento; deve considerar que os alunos realizam muitas aquisições fora da escola. Torna-se, deste modo, imprescindível reflectir acerca das finalidades da educação: que capacidades, que conteúdos procedimentais, que atitudes desenvolver, quando já não é suficiente a aprendizagem de conhecimentos, de conceitos para a adaptação às novas realidades sociais? A escola é uma das instituições com mais influência na formação dos futuros cidadãos (pp.10) pelo que deve facilitar uma aprendizagem contextualizada, com sentido para os sujeitos, adaptada às vivências de cada um, ao seu nível de desenvolvimento e que atenda à diversidade.
À escola, deve ser exigida uma intervenção significativa no processo de socialização dos alunos, orientada para as capacidades de compreensão, interpretação e actuação na sociedade. “Aprender a establecer la relación entre lo aprendido y lo que ocurre todos los días, lo que oímos y vemos, aquello sobre lo que tenemos que decidir y sobre lo que podemos e debemos elaborar nuestra opinión con otros, es también, desde esta propuesta, irremplazable en la enseñanza” (Aguillar, 1999, pp. 20).
Marco-Stiefel (2001) considera que o ensino das ciências, numa perspectiva de literacia científica, deve contemplar leituras sobre a actualidade científica e a história da ciência. Este exige conhecimentos teóricos, mas requer, principalmente, um clima estimulante que suscite o gosto pela aprendizagem, professores atentos e dispostos a integrar novos conhecimentos e novas estratégias nas suas aulas, tornando possível a aquisição de várias competências transversais.
A importância do ensino formal das ciências desde os primeiros anos, de acordo com Martins (2002), tem fundamentos ao nível pessoal e social. Ao nível pessoal, reconhece- se a importância da compreensão do mundo: das modificações que sofre o planeta, do impacto da ciência e da tecnologia. A curiosidade própria das crianças deve ser
aproveitada para despertar o interesse pelo conhecimento. Ao nível social, pela necessidade de promoção do gosto e escolha de profissões na área científico- tecnológica.
Estas preocupações e considerações são partilhadas pela investigadora, servindo de base para a realização deste nosso trabalho de investigação. Daí a necessidade de aprofundarmos aspectos relativos às actuais perspectivas de Ensino das Ciências e orientações estratégicas.
2.4.1- Perspectivas de Ensino das Ciências
Ao longo das últimas quatro décadas, diferentes perspectivas de ensino das ciências emergiram, associadas ao debate sobre os fundamentos da educação científica, pelo que importa explicitar, principalmente, a de Ensino por Transmissão (EPT), a de Ensino por Descoberta (EPD), a de Ensino por Mudança Conceptual (EMC) e a de Ensino por Pesquisa (EPP) que, de acordo com Cachapuz et al (2002), são seguidas com maior ou menor ênfase pelos docentes. A esta última, daremos maior relevância, por ser a perspectiva que defendemos e que enquadra a proposta desenvolvida neste estudo. Ao longo de muito tempo, o ensino das ciências, no seu enquadramento epistemológico, revestiu-se de uma natureza empirista, sendo o aluno considerado uma página em branco e o professor, o responsável por preencher esse espaço com informação e assumindo um papel social de autoridade e de fonte de conhecimentos (Charpak, 1996). Esta perspectiva designada de Ensino por Transmissão, considera que o aluno nada sabe quando chega à escola (Canavarro, 1999) e o ensino tradicional da ciência está centrado na exposição do professor e na memorização de factos (Pereira, 2002) e reprodução de conceitos, através de diferentes formas: verbal, de pergunta e resposta escrita ou testes escritos.
Santos (2005) refere que os percursos educativos transmissivos do tipo dogmático acompanharam a educação ao longo dos séculos, apesar da transição do século XIX
para o século XX ser marcada por novos corpos teóricos e por algumas práticas de