Aprendendo com a Ciência

   Essa semana estava fazendo algumas leituras e encontrei esse texto da professora Emily Rose Seeber (inclusive, já indico a visita ao seu endereço: https://www.emilyseeber.co.uk/) e decidi traduzi-lo. Ela trata sobre o uso de experimentações no ensino de química e ciências em geral, discutindo suas observações em termos de uma análise de sua prática docente e indica alguns pontos que traduzem uma boa aula prática.

Observando a Ciência Prática

   Ensinar através de lições práticas é um dos grandes desafios do ensino das ciências. Há muitos aspectos para equilibrar como professor em termos de gerenciamento de laboratório, perguntas inesperadas dos alunos, habilidades de aprendizagem versus conteúdo de aprendizagem, risco, eficiência de tempo, etc. E a lista continua.

   Então, como observador, o que me diz quando a lição prática que estou assistindo é ótima (ou talvez mais proveitosa, quais são os sinais de que ela não é tão boa)?

1. Os alunos podem contextualizar através da prática

  Quando as práticas estão realmente funcionando, os alunos sabem o que é a prática, como funciona, o que estão aprendendo com ela e como ela se encaixa na teoria que já conhecem (ou estão conhecendo). A maneira mais simples de fazer isso é adicionar algumas perguntas pré-laboratoriais no início, antes que os alunos prossigam com suas práticas, de modo que o professor possa fazer uma análise cruzada da compreensão dos alunos sobre o contexto antes de iniciar a experimentação. Outro método é colocar a prática como uma problematização, um conflito a ser resolvido.

   É relativamente fácil saber como observador se os alunos não entenderem o contexto. Nesse caso, os alunos não conseguem fazer modificações se algo não funcionar, ou prosseguir se as instruções não forem claras, se não sentirem que têm uma compreensão das ciências subjacentes. Quando questionados sobre a prática, os alunos darão respostas unidimensionais sobre a prática:

OBSERVADOR: o que você está medindo aqui?

ESTUDANTE: uh (verifica os circuitos) a corrente.

   Enquanto um estudante que entendeu o contexto responderá de um modo mais desenvolvido:

ESTUDANTE: estou medindo acorrente para que eu possa ver que tipo de relação existe entre a voltagem e a corrente. Então, posso descobrir se ela se ajusta ou não à equação que aprendemos e até mesmo verificar a resistência do circuito.

2. O professor não está se repetindo de novo e de novo

 
   Um dos perigos do trabalho prático é que os alunos  se juntem, ou trabalhem sozinhos, e a instrução dada a turma inteira seja perdida. Os professores geralmente passam muito tempo circulando pela sala, dando as mesmas instruções de acompanhamento para cada dupla, em vez de incentivar os alunos a pensarem. Isso torna o professor um recurso muito menos valioso no laboratório do que deveria ser o especialista cheio de conhecimento profundo; eles se tornam um lançador de frases de efeito.


   As três melhores maneiras de lidar com isso são:

1. Quando uma pergunta é feita mais de uma vez, o professor chama a atenção de toda a turma para fornecer um pouco mais de informação. Então questiona os estudantes para verificar se compreenderam as novas instruções, antes de deixá-los voltar à prática.
2. Outra abordagem é pedir ao par que você acabou de explicar, para passar seu novo conhecimento para o próximo par. Isso reforça o aprendizado para o primeiro par e garante que o professor esteja se concentrando em avaliar o progresso dos alunos e a compreensão da ciência, não apenas a compreensão da instrução.
3. A terceira maneira é garantir que as tarefas sejam configuradas de forma suficientemente clara no início. E verificar se os alunos entenderam as instruções. Depois de uma aula com muitas repetições das mesmas perguntas, o professor precisa voltar atenção a seu plano de aula (numa autoavaliação de sua prática) e repensar seu material didático para dar a estrutura e a clareza corretas. É maravilhoso se os estudantes tiverem capacidade de terminar o projeto da tarefa de modo dinâmico, mas como isso pode parecer, e em quais aspectos, fazem necessário uma comunicação cuidadosa.

3. Os estudantes estão pensando do início ao fim

   Ao agir como observador, podemos nos perguntar constantemente sobre o que os alunos estão pensando. E eles deveriam estar pensando o tempo todo. Um dos grandes brindes para o trabalho prático ruim é que os alunos estão pensando quando o professor está conversando com o par, mas o resto do tempo não está. Eles estão conversando sobre outra coisa, olhando pela janela, brincando com garrafas de água destilada e coisas do tipo.

   Há duas razões principais pelas quais os alunos podem não estar pensando durante o trabalho experimental: ou a carga cognitiva é muito baixa, e os estudantes precisam ter mais oportunidades de pensar mais profundamente durante a tarefa; ou a carga cognitiva é muito alta, e o professor precisa melhorar o aprendizado.

   Há muitas formas de alcançar uma carga cognitiva equilibrada como professor, e aqui estão algumas ideias:

• Faça questionamentos durante cada etapa do método para os alunos: sobre o que estão observando, por que algo está acontecendo, os riscos, possíveis fontes de erro, etc. Eles devem fazer isso enquanto estão trabalhando na prática. Em geral, essas são as perguntas que os professores fazem quando circulam pelo laboratório, mas ao fazer ao grande grupo garante que todos os alunos estejam pensando nessas questões, não apenas nos pares com os quais o professor está passando tempo.

• Garanta um equilíbrio entre os diferentes tipos de tarefas dentro da prática. Isso pode ser entre a destreza de montar uma prática orgânica, um trabalho mais analítico sobre os produtos, ou ter alguns testes preliminares seguidos de uma investigação aberta usando os resultados. A mudança na tarefa leva a uma mudança de pensamento que mantém o ritmo.

• Tenha um número mínimo necessário de repetições de uma tarefa para que os alunos obtenham o tipo de resultado necessário para o aprendizado. Repetições sem fim significam que os alunos estão fazendo o mesmo pensamento infinitas vezes. Eles não estão escrevendo trabalhos de pesquisa, então a confiabilidade e a precisão de seus resultados não são tão importantes quanto costumamos supor.

• Foque o aprendizado em aquisição de conteúdo ou habilidades experimentais a qualquer momento. Desse modo, se os estudantes precisam aprender os dois, ter um aspecto fortemente estruturado ou deixá-lo para discussão depois que os estudantes já dominam o objetivo primário de aprendizagem, melhora significativamente o fluxo da prática.

4. Os alunos tem ideia sobre como produziram resultados anômalos

   Quando os estudantes realmente entendem a prática eles tem uma compreensão muito melhor do que está acontecendo quando enfrentam algo inesperado. Como observador, muitas vezes pergunto aos alunos sobre seus dados e posso realmente criar uma imagem do aprendizado deles a partir de suas respostas.

   Em minhas experiência, grandes professores associam erros no procedimento ao efeito real nos dados. Esse erro aumentará ou diminuirá a taxa de reação medida? Por quê? Isso significa que os alunos desenvolvem as habilidades para fazer isso sozinhos, o que é um aspecto realmente crucial de ser um cientista; saber quais dados manter e quais deixar de lado.

   Observei recentemente uma atividade na qual um estudante estava planejando um gráfico da lei de Ohm e tinha um ponto "anômalo" em baixa tensão, que ele havia ignorado para sua plotagem gráfica, conforme ensinado pela especificação.

OBSERVADOR: Que tipos de erros podem ter causado a anomalia deste ponto?

ESTUDANTE: Eu acho que a temperatura pode ter tido um efeito, já que o fio estava ficando quente.

OBSERVADOR: Boa ideia Como você pode melhorar o experimento?

ESTUDANTE: Eu poderia deixar o resistor esfriar entre cada experimento.

OBSERVADOR: Então, quais dos seus resultados foram obtidos quando o fio estava frio?

[Estudante aponta para resultado 'anômalo']

OBSERVADOR: Então, devemos ignorar esse ponto para o gráfico?

ESTUDANTE: Suponho que não, talvez eu deva realmente ignorar esses pontos, mesmo que pareçam uma linha reta.

   Esse diálogo demonstra que, ao perguntar aos estudantes sobre o erro e torná-lo parte da discussão em sala de aula, o professor pode investigar profundamente a compreensão dos estudantes sobre o conteúdo, mas também a compreensão deles sobre os procedimentos da ciência.

5. Os alunos têm idéias sobre como gerenciar riscos

   Este ponto final é muito semelhante e auto-explicativo. Essa transferência parcial de responsabilidade não apenas do professor para o aluno ajuda a tornar o ambiente de aprendizado mais seguro e agradável, mas também ajuda o entendimento dos alunos sobre a ciência subjacente. Eles podem discutir os riscos, e como minimizá-los em uma discussão com um observador, e com frequência explicam porque eles são problemáticos do ponto de vista científico e de saúde e segurança.

   Nas aulas, observo que os alunos não têm responsabilidade sobre os riscos, eles não se comportam como esperado em um laboratório. E não é realmente (inteiramente) culpa deles: eles simplesmente não entendem por que não. Como observador, geralmente considero isso como um sinal de que o professor também não entendeu os riscos, o que reflete pouco sobre o conhecimento do assunto.

   Os estudantes precisam entender o risco e comportar-se adequadamente em um laboratório; não apenas por causa do risco, mas também porque desvia o aprendizado e o pensamento muito cuidadosamente equilibrados que ocorrem no ambiente de laboratório eminentemente disperso.

Fonte: https://www.emilyseeber.co.uk/single-post/2018/03/20/Observing-practical-science