A utilidade do laboratório de botânica para o ensino da biologia no ISCED do lubango (página 2)

Introdução

O desenvolvimento científico sobre a dinâmica dos processos naturais e o aperfeiçoamento de estratégias de manejo dos riscos permitirão usufruir os benefícios de avanços biotecnológicos, de forma sustentável, preservando a biodiversidade, o ambiente e a saúde humana.

Todas as actividades humanas têm um impacto no mundo biofísico e são por sua vez afectadas por este. A capacidade de controlar esta inter-relação condiciona a continuidade ao longo do tempo, dos diferentes tipos de actividades e o potencial de desenvolvimento sustentável que a província da Huíla procura alcançar, exige em termos práticos, um grande contributo do Instituto Superior de Ciências de Educação (ISCED) e muito particularmente dos estudantes do curso de Biologia. Assim, como a instalação de laboratórios que correspondam aos desafios da actualidade.

O aperfeiçoamento do sistema educacional é um processo que avança continuamente em estreita relação com o progresso técnico científico e social da nossa época e uma consequência do desenvolvimento das Ciências da Educação, para o qual a formação de professores resulta decisiva.

No entanto, o ensino da Biologia é um processo de formação de docentes que deve mudar e caracterizar-se segundo etapas que correspondam ao contexto histórico e social. É por isso que hoje em dia se experimentam transformações encaminhadas à uma melhor preparação dos estudantes de Biologia baseados na formação da sua personalidade a partir de competências que integram "o saber, saber ser e o saber fazer" dentro das suas distintas esferas de actuação.

A introdução directa dos resultados científicos na prática educacional promove a actualização de conteúdos das disciplinas que se desenvolvem no ISCED – Lubango, fortalece a retro alimentação das escolas médias e não só.

É importante realçar que no mundo contemporâneo os campos da ciência se integram cada dia em esferas multidisciplinares que permitam um estudo mais profundo e abrangente do fenómeno investigado e por investigar.

A Biologia em nossos tempos tem um alto compromisso social, se olharmos pela crescente demanda humana de alcançar a sustentabilidade em esferas importantes, quer na saúde, na Biotecnologia, Genética Molecular, Melhoramento de plantas e animais, entre outras.

Resulta necessariamente o papel do laboratório de Botânica na formação dos estudantes do ISCED-Lubango, com o propósito de conhecer as plantas e com ele melhorar os índices de qualidade de vida dos ecossistemas e Biotecnologia.

Este curso de laboratório tem dupla finalidade. A primeira é apresentar alguns factos que sustentam os conceitos biológicos mais gerais. A segunda e, a mais importante, é permitir que o estudante participe activamente de investigação científica.

O laboratório é a oficina do cientista. É o lugar em que se percebem melhor os problemas existentes sobre a natureza e onde se podem encontrar respostas para esses problemas. Estudos e discussões são importantes em ciência, mas é no laboratório que as ideias são testadas. Será no laboratório que o estudante entenderá porque a ciência depende de medidas precisas, de observações aturadas e de comunicações claras e concisas.

Para realizar eficientemente terá que aprender algumas técnicas básicas. Aprenderá a usar aparelhos como o microscópio, a balança e o manómetro. Aprenderá a lidar com os organismos vivos (Biologia "Das Moléculas ao Homem").

O laboratório é a oficina no qual integra diferentes partes, que no momento do desenvolvimento histórico se convertem na análise dos aspectos morfológicos, fisiológicos e sistemáticos das plantas forrageiras, de maneira que faça uma exploração racional para satisfazer as necessidades sempre crescentes da população em harmonia com a conservação da natureza. Na verdade, uma das tendências mais recentes indica a priorização de aspectos socio-económicos e culturais.

Ao focar os aspectos socio-económicos e culturais, estou apenas a lembrar de que, o grande desafio do Governo angolano é, o combate a fome e a redução da pobreza que assolam a maior parte da nossa população.

O programa de melhoramento animal e conservação de recursos zoogenéticos (PMAC) tem abrangência nacional com assentamento regional e suas actividades vão incidir na vulgarização das técnicas de produção animal, identificação das características e capacidades do gado local, seu melhoramento, no estudo e melhoramento da produção e qualidade de recursos alimentares, tais como recursos forrageiros de plantas verdes ou conservadas, recursos provenientes da transformação domestica, artesanal ou industrial e outras culturas locais não muito utilizadas na alimentação humana, mas que podem interessar a alimentação animal (Boa e Quilossa, 2005).

A pratica de laboratório, como parte integrante para a carreira de Biologia no ISCED desempenha um papel importante na formação do presente e futuro estudante, porque prepara-o para abordar conteúdos relacionados com ela nas diferentes disciplinas do processo de ensino e aprendizagem. Brinda-o com um conhecimento profundo acerca das plantas e seu ambiente, e amplia seu horizonte cultural no trabalho com a família e a comunidade, esferas importantes de sua acção profissional.

Este material mostra uma concepção desde o ponto de vista científico e metodológico como base orientadora para o estudo da prática de laboratório. Se aprofundam os conhecimentos teóricos na prática para a direcção da actividade cognoscitiva e em concepções científicas actualizadas sobre as plantas forrageiras, a evolução vegetal, a etnobotânica, assim como alguns elementos de educação ambiental. Estas considerações, fundamentalmente as de natureza científica são resultado da pesquisa e contribuição dos estudantes do 4º ano do curso de Biologia do ISCED-Lubango, no ano académico 2005.

Novos avanços científicos, como a clonagem, os testes genéticos e a terapia genica, têm estimulado diversos questionamentos de natureza ética. Apesar da polémica, o desenvolvimento da Biotecnologia agro-pecuário tem sido exponencial.

A história da introdução de espécies exóticas no ambiente tem trazido benefícios, em alguns casos, e consideráveis danos ecológicos em outros casos.

É importante salientar que o desenvolvimento científico no âmbito da Biologia envolve hoje uma rede poderosa de interesses económicos, uma situação nova que deu origem a problemas que não encontram resposta no quadro cultural técnico científico e nas normas jurídicas vigentes, o que se reflecte em toda a sociedade (Lage, 2005).

A partir dos resultados do estudo diagnóstico realizado pode-se constatar de como é importante o estudo das plantas forrageiras através de pesquisa no campo e aquelas que existem no museu botânico do ISCED – Lubango.

A definição do papel professional do professor, seu conteúdo fundamental e as diversas obrigações legais e morais que delas se derivam constituem, sem duvidas, assuntos de maior interesse para o desenvolvimento da teoria e da prática pedagógica contemporânea, muito mais quando existe a tendência de sobre-redimensionar as possibilidades reais do docente da escola em geral, no processo de educação das crianças, adolescentes e jovens. Em consequência, abunda a literatura donde se propõe a configuração do papel profissional que transpõe os limites naturais da actividade do professor e que, portanto, resulta impossíveis de abarcar com eficiencia. Perante esta realidade, se produz uma valorização equivocada acerca da qualidade do professor e da escola, que se extende ao projecto educativo e ao sistema de educação em seu conjunto.

A definição do papel profissional do professor merece atenção, não só pela suas consequências enquanto a planificação, direcção e avaliação do processo, e portanto da vida da escola, senão também pelas implicações que tem no estado de ânimo do mestre e professores em sua auto valorização como profissionais e no grau de segurança com que se assumem tarefas e funções para que se reconheça estar suficientemente preparado e comprometido, pelo facto de que constituem componentes esenciais inerentes a natureza do seu papel profissional.

Com esta acepção passou, como glacismo, primeiro ao inglês e mais tarde ao castellano, donde equivale o papel ou parte dentro de um livro e se extende aos significados de missão, ecomenda, compromisso, etc.

No campo das Ciencias Sociais, particularmente em sociología, o conceito de papel tem uma conotação especial, a partir dos trabalhos de Parsons (1645) citado por Merton (1973), que identificou com este termo o papel específico que ocupa um sujeito dentro de um sistema de relações humanas.

De facto, segundo a teoria parsoniana, o mesmo sujeito é um actor que desempenha papéis sociais que se manifestam através de funções, podendo ser manifestadas ou latentes.

As primeiras serão aquelas funções aceites e reconhecidas pelos actores, as segundas são aqueles que não têm aceitação ou reconhecimento, que podem conduzir a comportamentos patológicos, definidos como "disfuncionais" (Merton, 1973).

O aporte de Porsons que deu lugar a chamada "teoria dos papéis" é parte integrante do conhecimento sociológico, da educação, no muito teve que ser no desenvolvimento posterior da dita teoria, realizada por Merton (1973) não obstante ser um termo de origen estrangeira, ganhou espaço próprio no léxico hispânico, ainda quando é perfeitamente substituível por seus equivalentes castellanos relativamente a missão ou obrigação de um actor dentro de um sistema dado, em certo sentido correspondente ao lugar de componente dentro de um sistema organizado segundo a Divisão Social do Trabalho (o termo papel não pode entender-se como equivalente ao sujeito da classe).

Sem dúvidas, a definição do papel profissional do profesor não pode resolver-se como uma questão exclusivamente semántica, senão que é necesario abordá-la desde os fundamentos da teoria da educação, para encontrar uma resposta suficientemente fundamentada e convincente, a partir da qual se podem estabelecer com precisão os conteúdos do papel, expressos em tarefas e funções concretas, harmonicamente integradas entre si.

A educação entendida em sua acepção mais ampla, constitui uma componente essencial da praxis social, que assegura a continuidade da cultura e o progresso da sociedade. Neste sentido definimos a educação como o processo de influências múltiplas e diversas que intervêm no processo de preparação do homem para sua inserção na vida da sociedade (Blanco, 2002).

Desde esse ponto de vista os resultados da educação se expressam na socialização do sujeito, sendo este um conceito essencial dentro da teoria sociológica aplicada a educação. Como assinalou José Marti "educar é preparar o homem para a vida" (Marti, J.:Tomo VIII1979,285), idéia que coincide plenamente com a forma em que a Sociología da Educação abordou este problema.

A educação, então, resulta em um processo sumamente complexo, donde intervêm uma multiplicidade de agências e agentes de socialização, entre eles a escola e o professor, a familia, a comunidade, os meios massivos de comunicação, as organizações sociais, etc.

Semelhante diversidade e inter-relação foi analisada críticamente pelo eminente educador brasileiro Freire (1993) que concluiu segundo expressão de Júlio Barreiro na tese de que: Ninguém educa ninguém, que tão pouco ninguém se educa sozinha, que os homens se educam entre si, mediatizados pelo mundo.

Como factor da prática social a educação cumpre uma função social insubstituível, que se manifesta em diferentes planos, profundamente estudados pela Sociología da Educação. Para os teóricos herdeiros da escola positivista, como E. Durkheim e J. Dewey, essa função social resume-se na transmissão da herança cultural e das normas de convivencia social, com o fim de assegurar a conservação e reprodução da sociedade.

Para os continuadores da orientação dialética materialista dita função não só se limita a transmissão como sentido conservacionista, senão que se extende necessariamente a renovação da sociedade, a criação de condições para a sua transformação revolucionária, que inclui tanto a natureza como o conhecimento e ao mesmo sujeito do processo educativo.

Antecedentes do Tema

O desenvolvimento da Biologia, tanto em ordem teórica como experimental, influi no processo de ensino-aprendizagem, nas disciplinas com eles relacionadas, no qual se manifesta na elaboração de programas de disciplinas e cadeiras.

As profundezas das raízes da Pedagogia nacional contribui a potenciar a formação cívica, cultural e ética. Em Angola, a investigação tem sido desenvolvida na Pedagogia Geral não na Didáctica das ciências particulares. Dela não fogem as ciências naturais nem a Biologia específica. A história do nosso ensino no nosso país só será feita de maneira parcial e fraccionada, e por isso, a Botânica ocupa um lugar especial, pelo seu vínculo com os principais ramos da economia do país nas diferentes épocas e está condicionada em interesse especial pela transmissão e apropriação da informação com ela relacionada.

Problema: Será que o desconhecimento por parte dos estudantes das plantas forrageiras e plantas tóxicas influi negativamente sobre sua formação?

O Objecto de estudo do nosso trabalho, é precisamente avaliar o grau de conhecimento que têm os estudantes sobre as plantas forrageiras e plantas tóxicas e a influência negativa na sua formação.

Objectivos. Para este trabalho apresentamos os seguintes objectivos:

- Classificar as plantas forrageiras e plantas tóxicas existentes no Laboratório de Botânica.

- Classificar as plantas forrageiras e plantas tóxicas colectadas numa das Fazendas da Tunda dos Gambos.

- Propôr um Projecto de Pesquisa para o desenvolvimento do Laboratório de Botânica

- Propôr um modelo de aulas práticas de laboratorio na disciplina das Plantas.

Campo de acção da investigação é as ciências biológicas especificamente a disciplina de Plantas.

Hipótese. Supomos que o conhecimento dos estudantes sobre as plantas forrageiras e plantas tóxicas existentes no laboratorio de Botânica irá melhorar o desenvolvimento agro-pecuário da província da Huíla.

Variáveis. As variáveis são aquelas que determinam as causas e os efeitos, logo elas permitem diagnosticar o que pretendemos atingir com o nosso trabalho. Assim temos a variável manipulada ou independente (V.M ou V.I) e a variável dependente ou respondente (V.D ou V.R).

A variável manipulada ou independente sempre pauta ou determina a causa do problema, enquanto a variável respondente ou dependente refere-se ao efeito deste problema. No âmbito do problema identificado, a variável independente é:

O desenvolvimento das aulas práticas sobre as plantas forrageiras tóxicas no laboratório de Botânica do ISCED – Lubango.

Variável Dependente: A proposta de um modelo pedagógico de aulas práticas para melhorar o processo de Ensino aprendizagem na disciplina Plantas.

Tarefas: - Realizar inquéritos com carácter exploratório aos estudantes para obtenção de dados concretos sobre a importância da Biodiversidade.

- Realizou três visistas de pesquisa numa das fazendas na Tunda dos Gambos e junto a margem do rio Cunene, na localidade do Mulondo.

- Fez-se o uso da bibiografia e navegação na iternet, buscandos os conteúdos relacionados com o nosso tema.

Métodos e a metodologia seguida. Estrategia investigativa

Para desenvolver a investigação sobre o tema com a maior objectividade fez-se a selecção prévia de uma estratégia dialéctica com o objectivo de obter os resultados desejados, expressos nos objectivos e na hipótese da tese. Para essa tarefa, se seleccionaram os tipos de investigação, o enfoque ou paradigma, métodos teóricos, empíricos e estatísticos necessários, assim como a população e amostra da investigação.

Estratégia Investigativa:

Para desenvolver a investigação sobre o tema com a maior objectividade, fez-se a selecção prévia de uma estratégia dialéctica, com o objectivo de obter os resultados desejados, expressos em nossos objectos e na hipótese da tese.

Para essa tarefa, se seleccionou os tipos de investigação, o enfoque ou paradigma, métodos teóricos, empíricos, assim como a população e amostra da investigação.

Tipos de Investigação:

Segundo a finalidade, utilizou-se a investigação aplicada, segundo a profundidade ou objectivo, explicativa e não experimental; segundo o carácter da medida, a qualitativa; de acordo com o marco em que se realizou a investigação, é de terreno ou campo, desenvolvida no ISCED e na Tunda dos Gambos.

Enfoques ou paradigmas:

Aplicaram-se os enfoques ou paradigmas: qualitativo, na realização e aplicação e interpretação dos resultados da investigação; assim também aplicou-se o enfoque ou paradigma crítico social ou dialético com uma acção investigativa de carácter participativo, ao realizar a mesma com os alunos e profesores.

Métodos teóricos:

Análise – aplicou-se ao fazer a pesquisa, buscando todas as fontes disponíveis, com os elementos teóricos necessarios à fundamentação desta investigação, valorizar de forma qualitativa e analisar os resultados que podem justificar a proposta que se recomenda, realizou-se a revisão bibliográfica com o fim de obter conhecimentos.

Síntese – depois de se obter os resultados da análise dos elementos teóricos, possibilitou-nos chegar as generalizações e conclusões de inter-disciplinariedade, sua importancia nos currículos (que estão fragmentados), contribuindo ao processo de ensino-aprendizagem; quer dizer, se fez resumos de diferentes aspectos sobre o objecto de estudo.

Indução – ao fazer um estudo sobre a possibilidade de desenvolver a pesquisa, houve a busca de bases sobre a interdisciplinariedade, em particular e das especialidades das disciplinas Plantas Inferiores e Plantas Superiores, para a partir daí elaboramos as recomendações sobre o trabalho interdisciplinar, a ser aplicado entre as cadeiras citadas, objectivando a obtenção de resultados que possibilitam a melhoria da qualidade do processo docente-educativo, quer dizer, elaborou-se do particular ao peral.

Dedução – a partir da obtenção de conhecimentos que foram adquiridos de maneira geral sobre a melhor forma de aplicar a interdisciplinariedade utilizar o particular através de diversos recursos didácticos, procedimentos, os tipos de avaliações, relação profesor – aluno, conteúdos praticos e teóricos.

Hipotetico-dedutivo – é imprescindível valorizar o problema científico, assim como deduzir a possível resposta ao problema, através do cumprimento dos objectivos, comprovar-se a importância da nova proposta, assim como pô-la em prática, verificando a veracidade da hipótese. A hipótese se formulou dedutivamente.

Modelação – partindo dos conhecimentos obtidos de todo o universo, o que os autores defendem sobre a interdisciplinariedade, se fez uma selecção dos melhores estudos, para reformular, fazer mudanças, na tentativa de adquirir o melhor e assim propor as recomendações necessárias, modelando desta forma o novo sobre a interdisciplinariedade.

Métodos empíricos:

Aplicou-se o método de análise dos documentos através dos programas de Plantas Inferiores.

Métodos estadísticos:

Aplicou-se o método estatístico descritivo, com as percentagens dos resultados dos inquéritos aplicados.

População: A população atingida foi de 173 estudantes matriculados no curso de Bilogia durante o ano de 2005.

Amostra:

A amostra foi selecionada a partir de todos os anos, sendo o 4o ano para nossa pesquisa ja que sao os que terminam com curriculum o que nos permitiria de forma mais objectiva validar cientificamente nossos resultados. A amostra foi seleccionada aletoriamente dentro de um total de 29 estudantes, do qual foi de 16 (57%). Isto nos permite assegurar tendo como referencia a literatura consultada que a amostra é valida para avaliar nossos resultados. Os inquéritos aplicados foram deixados aos estudantes e recolhidos a posterior.

Novidade científica

O aporte teórico da tese baseia-se na fundamentação de um modelo pedagógico que integra a relação das ciencias biológicas com a botânica, baseada na determinação das ideáis reitoras das cadeiras de Plantas, as quais têm como essência a relação do homem com a ciência e a influência desta no desenvolvimento harmonioso da sociedade com os critérios pedagógicos e seu vínculo com a vida.

O aporte prático da investigação é dado pela proposta de um modelo pedagógico de ensino da Botânica nas cadeiras de Plantas para um maior aproveitamento do laboratório de Botânica em função ao desenvolvimento agro-pecuário de Huíla, ao estudar as plantas forrageiras. Se inclui, para além disso, a proposta de um projecto para melhorar o laboratorio de Botânica e a zona agropecuaria da Tunda dos Gambos.

A significação prática esta dada pela presença de uma concepção curricular e renovadora do ensino da Biologia no ISCED do Lubango a qual resulta a integração entre a lógica das Biociências e as actuais exigências para formação da juventude angolana.

Introduçao do capitulo.

Para a sustentaçao teorica da nossa investigação, foi realizada uma revisao bibliogafica profunda dos aspectos referentes ao tema e aos nossos resultados, foram revistos os temas mais actuais, autores e paises de referência.

Trabalho Laboratorial e Sua Relação Com Outros Tipos de Trabalho Prático.

Este trabalho tem como objectivo contribuir para promover uma utilização mais fundamentada do trabalho laboratorial no ensino das ciências. Atendendo a que este conceito é vulgarmente confundido com conceitos tais como trabalho prático e trabalho experimental, parece importante, para uma correcta avaliação do grau de consecução do objectivo que nos propomos atingir, começar por definir o conceito central deste trabalho que é o conceito de "trabalho laboratorial".

Há mais de 10 anos, Hodson (1988) tentou distinguir os significados dos termos "trabalho prático", "trabalho laboratorial" e "trabalho experimental", mas, em 1991, Woolnough, no primeiro capítulo do livro "Practical science", associou o termo "prático" a "laboratorial", ao afirmar que por practical science se entende o "fazer experiências e exercícios práticos com equipamentos científicos, geralmente num laboratório"

Não admira, portanto, que entre os educadores em ciências, estes conceitos continuem a ser usados indistintamente, o que, no entanto, dificulta uma utilização racional dos diferentes tipos de trabalho a que estes termos se referem. Com base em Hodson (1988), passamos a distingui-los e ilustrá-los-emos com exemplos.

"Trabalho prático" é o conceito mais geral e inclui todas as actividades que exigem que o aluno esteja activamente envolvido. Se interpretarmos este envolvimento como podendo ser de tipo psicomotor, cognitivo ou afectivo, o trabalho prático pode incluir actividades laboratoriais, trabalhos de campo, actividades de resolução de exercícios ou de problemas de papel e lápis, utilização de um programa informático de simulação, pesquisa de informação na internet, realização de entrevistas a membros da comunidade, etc.

"Trabalho laboratorial", por seu turno, inclui actividades que envolvem a utilização de materiais de laboratório (mais ou menos convencionais). Apesar de estes materiais também poderem ser usados nas actividades de campo, as actividades laboratoriais realizam-se num laboratório ou, à falta deste (e desde que não haja problemas de segurança), numa sala normal, enquanto que as actividades de campo têm lugar ao ar livre, no local onde os fenómenos acontecem ou os materiais existem (Pedrinaci, Sequeiros e Garcia, 1992)

O "Trabalho experimental" inclui actividades que envolvem controlo e manipulação de variáveis e que podem ser laboratoriais (ex.: estudo dos factores que influenciam a resistência de um condutor eléctrico), de campo (ex.: estudo da influência da exposição ao sol no crescimento das plantas) ou outro tipo de actividades práticas (ex.: estabelecimento das leis da queda dos graves, com recurso a um programa de modelagem).

Assim, verifica-se que o critério com base no qual se distinguem as actividades experimentais das não experimentais tem a ver com a necessidade, ou não, de controlar e manipular variáveis, enquanto que o critério que permite distinguir as actividades laboratoriais das de campo tem a ver, fundamentalmente, com o local onde a actividade decorre. Note-se, no entanto, que em alguns casos se pode estudar a influência de um mesmo factor (ex.: exposição à luz) sobre um dado fenómeno (ex.: crescimento das plantas) tanto em laboratório, em condições artificiais, como no campo, em condições naturais. No primeiro caso, o controlo e a manipulação de variáveis poderão, contudo, fazer-se com maior rigor.

Por outro lado, combinando os dois critérios acima referidos obtêm-se, por exemplo, as actividades laboratoriais de tipo experimental, que requerem tanto material de laboratório como o controlo e a manipulação de variáveis, e que permitem, por exemplo, estudar a influência de um determinado factor num dado fenómeno (ex.: influência da temperatura, da concentração ou do estado de divisão dos reagentes sobre a rapidez de uma dada reacção química, ou influência da temperatura sobre a resistência de um condutor eléctrico, ou influência da intensidade luminosa na taxa fotossintética de uma planta) ou estabelecer relações entre variáveis (ex.: relação entre as massas dos reagentes e as massas dos produtos de reacção, ou entre a intensidade da corrente que percorre um condutor e a diferença de potencial aplicada aos seus terminais).

Por sua vez, as actividades laboratoriais que não são de tipo experimental podem ser tão simples como cheirar o amoníaco (depois de aprender como fazê-lo em segurança, para conseguir identificá-lo pelo cheiro) ou observar um comprimento de um metro (para adquirir a noção do que é um metro) ou riscar com a unha (para ter a noção da dureza de uma substância), podem ter como objectivo aprender a utilizar um aparelho (ex.: a balança, o osciloscópio ou o microscópio) ou podem ter como finalidade o desenvolvimento de capacidades (ex.: observação de preparações microscópicas (de Biologia ou Geologia) ou classificação de animais, plantas ou rochas) ou a aprendizagem de uma técnica laboratorial, muito simples (ex.: determinação de um ponto de ebulição, determinação da dureza de um mineral ou determinação do pH de um solo) ou relativamente complexa (ex.: espectrofotometria ou determinação do poder rotatório específico de uma substância).

Assim, organizaremos o nosso trabalho em três secções, nas quais faremos uma breve resenha histórica sobre a utilização do trabalho laboratorial no ensino das ciências, discutiremos o modo como o trabalho laboratorial foi utilizado no ensino das ciências na década de 90 e, finalmente, apresentaremos alguns contributos para uma utilização mais fundamentada do trabalho laboratorial no ensino das ciências.

• Uma Breve Resenha Histórica Sobre a Utilização do Trabalho Laboratorial no Ensino das Ciências.

O trabalho laboratorial começou a afirmar-se como uma parte importante do ensino das ciências no século XIX, a partir do momento em que as disciplinas de ciências começaram a integrar os currículos de diversos países (Klainin, 1988). No entanto, esta afirmação foi lenta, tendo, nos primórdios, alguns alunos ingleses sido obrigados a pagar uma propina extra a fim de terem direito a aulas laboratoriais (Solomon, 1980).

O facto de o trabalho laboratorial se tornar um pré-requisito para o acesso a algumas universidades americanas Klainin (1988) e as críticas de alguns examinadores ingleses acerca da pouca importância que lhe era dada na escola Lock (1988) terão contribuído decisivamente para a sua conquista de um lugar de destaque nos currículos.

Contudo, a forma como as actividades laboratoriais têm sido usadas tem sofrido grandes variações ao longo dos tempos. Nas últimas décadas do século XIX o trabalho laboratorial começou a ser usado nas escolas inglesas e americanas com a finalidade principal de confirmar a teoria previamente apresentada (Lock, 1988).

Muito próximo da viragem desse século, a crença de Armstrong nas vantagens de fazer a criança descobrir por si própria conduziu a uma grande alteração no modo como o trabalho laboratorial era usado. Surgiu, então, a defesa da aprendizagem por descoberta, no contexto do ensino das ciências Klainin (1988), e o trabalho laboratorial passou a ser encarado como o ponto de partida para a compreensão da teoria Lock (988). Para além disso, a possibilidade de realização de investigações pelos alunos fez com que o trabalho laboratorial fosse usado para justificar a inclusão de disciplinas de ciências nos currículos, com base no argumento de que elas constituiriam uma oportunidade para os alunos aprenderem a aprender (Solomon, 1980 e Layton, 1990).

Apesar de as propostas de Armstrong terem conseguido influenciar o ensino das ciências, não só ao nível das estratégias utilizadas na sala de aula mas também ao nível dos exames e das próprias estruturas escolares de apoio ao ensino das ciências Klainin (1988), cedo começaram a surgir dúvidas sobre a eficácia do trabalho laboratorial que elas preconizavam, uma vez que restringiam os conteúdos a leccionar àqueles que pudessem ser ensinados laboratorialmente, enfatizavam a medição e davam pouca importância aos conceitos e princípios, bem como à relação destes com as actividades laboratoriais realizadas (Woolnough e Allsop, 1985 e Woolnough 1991).

Assim, por volta de 1920, as correspondentes práticas já estavam a cair em desuso, tanto em Inglaterra como nos Estados Unidos Lock (1988), e por volta de 1925, o próprio Armstrong reconhecia a inadequação das mesmas (Solomon, 1980).

Os professores começaram, então, a elaborar fichas de trabalho que os alunos seguiam para realizarem as actividades laboratoriais nas aulas Woolnough e Allsop (1985) e o trabalho laboratorial voltou, de novo, a ser usado com os propósitos de elucidação e confirmação (Klainin, 1988 e Lunetta, 1998).

No entanto, continuaram os debates sobre as vantagens e desvantagens desta forma de usar o trabalho laboratorial, por comparação com as resultantes de investigações realizadas pelos alunos Lock (1988), principalmente na sequência da Segunda Grande Guerra e do lançamento do Sputnik (Solomon, 1980; Woolnough e Allsop, 1985; Klainin, 1988).

Um grande impulso no sentido do regresso à utilização do trabalho laboratorial ao serviço da aprendizagem por descoberta foi dado nos anos sessenta, na Inglaterra, por influência das ideias de Kerr acerca da importância do trabalho laboratorial para a descoberta de factos através da investigação, e nos Estados Unidos, na sequência da aplicação à educação, por Dewey, das ideias de Rousseau acerca da importância de aprender por si próprio (Klainin, 1988). Assim, na década de sessenta surgem, na Inglaterra, os projectos Nuffield e, nos Estados Unidos, projectos como os BSCS (Biological Science Curriculum Study) e PSSC (Physical Science Study Curriculum). Qualquer um destes projectos tinha como principal objectivo envolver os alunos em investigações, as quais eram consideradas uma parte central do ensino das ciências (Lunetta, 1998).

A justificação desse objectivo residia no facto de que nessa época a ciência ser ainda vista como um processo dinâmico de inquérito que procurava encontrar relações causais para compreender o mundo natural Klainin (1988). Procurava-se dar, tanto aos cientistas como aos cidadãos comuns, formação no método científico, de modo a permitir-lhes adquirir uma visão crítica da disciplina (Woolnough e Allsop, 1985).

O ensino dos processos sobrepunha-se, assim, ao ensino dos conceitos Klainin( 1988) e Lock (1988). Os exames incluíam questões sobre trabalho laboratorial e chegou mesmo a haver exames laboratoriais (Klainin, 1988).

Contudo, na prática, e devido à disponibilização (embora apenas a título de sugestão) de fichas de trabalho por algumas equipas Nuffield e ao reconhecimento dos constrangimentos a uma verdadeira descoberta na sala de aula (a qual conduziu a algumas mudanças de objectivos aquando da revisão de alguns dos cursos em causa), o trabalho laboratorial acabou por se tornar muito mais fechado e dependente do conteúdo do que inicialmente se desejava (Woolnough e Allsop, 1985).

Numa avaliação das escolas inglesas publicada em 1979 pela DES, afirmava-se mesmo que os cursos Nuffield contribuíram para a introdução nas aulas de ciências de trabalho laboratorial de diversos tipos (e não apenas do preconizado por aqueles cursos), mas defendia-se a contribuição importante que as demonstrações (quando comparadas com o trabalho realizado pelos alunos) podem dar, desde que conduzidas não só com correcção técnica mas também de modo a que os alunos sejam solicitados a fazer previsões e a que as fontes de erro sejam identificadas.

Em 1985, o Department of Education and Science (DES, 1995) passou a defender a introdução dos alunos ingleses aos métodos da ciência, como sendo a principal característica da educação em ciências, realçando a importância do trabalho laboratorial orientado para a resolução de problemas. Este posicionamento rejeitava a transmissão de uma perspectiva indutivista da ciência e era mais concordante com as novas filosofias da ciência que entretanto começavam a tornar-se conhecidas e aceites (Chalmers, 1994 e Jimémez, 1996).

Em Portugal, até finais da década de 70, existiam, no ensino secundário, aulas laboratoriais, no âmbito das disciplinas tradicionais de ciências. As turmas eram divididas para realizar os trabalhos laboratoriais que estavam previstos, tanto em Ciências Físico-Químicas como em Ciências da Natureza (incluindo esta última Biologia e Geologia). Apesar das aulas laboratoriais estarem integradas nas disciplinas de Ciências, não se pode dizer que houvesse uma verdadeira integração entre os assuntos tratados nos dois tipos de aulas (laboratoriais e não laboratoriais) e talvez a situação não fosse, na prática, muito diferente da actual, em que existem disciplinas de ciências e de técnicas laboratoriais, cada uma das quais com o seu programa.

A partir de finais da década de 70 deixou de existir uma componente laboratorial formal nas disciplinas de ciências. Apesar de terem sido criadas algumas disciplinas no ensino secundário que tinham carácter eminentemente prático, como era o caso da Quimicotecnia, elas eram frequentadas apenas por alguns dos alunos que optavam por determinadas áreas de especialização, dentro das áreas de estudo consideradas científicas.

Os programas portugueses dos anos 80 defendiam o ensino do método científico. Contudo, a ênfase nos processos e a importância atribuída ao método científico fizeram-se sentir mais nas Ciências da Natureza do que na Física e Química. Os programas de Ciências Físico-Químicas apresentavam mesmo algumas inconsistências, na medida em que as finalidades da disciplina davam ênfase aos processos científicos, enquanto que os respectivos objectivos específicos se centravam em comportamentos do domínio cognitivo e esqueciam as capacidades, habilidades e atitudes (Freire, 1993).

Para além disso, um estudo realizado por Cachapuz (1989) permitiu concluir que, apesar de o trabalho laboratorial ser utilizado com uma frequência razoável por professores de Ciências Físico-Químicas, ele consistia essencialmente em demonstrações realizadas pelos professores, sendo as investigações (mais adequadas para a aprendizagem da metodologia científica e da resolução de problemas) muito pouco utilizadas.

Este resultado levou os autores do estudo a defenderem a necessidade de centrar o trabalho laboratorial preferencialmente no aluno e a perspectivá-lo "não simplesmente como uma ilustração de aspectos teóricos".

• O Trabalho Laboratorial no Ensino das Ciências na Década de 90.

A reforma educativa implementada em Portugal a partir do início dos anos 90 não só reforçou a importância do trabalho laboratorial como melhorou as condições para promover a sua realização no âmbito das disciplinas de ciências dos ensinos básico e secundário. Disso são evidência a criação de disciplinas como as Técnicas Laboratoriais de Física, de Química, de Biologia e de Geologia, mas também o facto de os novos programas oficiais das disciplinas de ciências que permaneceram com a referida reforma passarem a atribuir maior importância ao trabalho laboratorial, tanto no ensino básico como no ensino secundário.

Igualmente reveladoras dessa importância são as iniciativas do Ministério da Ciência e da Tecnologia, nomeadamente as relacionadas com o Programa Ciência Viva, que permitem criar melhores condições materiais para a implementação das intenções programáticas relativas ao trabalho laboratorial.

No 3º ciclo do ensino básico, o programa de Ciências Físico-Químicas (DES, 1995) é aquele que mais sugestões apresentam sobre a utilização do recurso didáctico em causa. A importância atribuída à componente laboratorial é nele evidenciada por recomendações que se centram no modo como o trabalho laboratorial (aí designado de experimental) deve ser integrado na disciplina (ex.: "A componente experimental, não dissociável da componente teórica, é uma constante do programa"; "todas as aulas deverão ser encaradas como potencialmente de natureza teórica e prática" e na contribuição que deve dar para efeitos de avaliação das aprendizagens realizadas pelos alunos) (ex.: "A componente prática/experimental, além de objecto de avaliação formativa, deverá obrigatoriamente ser objecto de avaliação sumativa. Na avaliação sumativa, a avaliação da componente experimenta deverá, obrigatoriamente, ter um peso de 30%"). Acresce ainda o facto de este programa incluir uma secção onde alerta para a existência de diversos tipos de actividades laboratoriais e discutir as potencialidades de cada um deles, de modo a chamar a atenção dos professores para a necessidade de adequar o tipo de actividade laboratorial a utilizar numa dada aula ao objectivo que se pretende atingir com essa actividade.

Também os programas do ensino secundário atribuem importância ao trabalho laboratorial. No caso das Ciências Físico-Químicas, essa importância é evidenciada pela inclusão de um objectivo geral referente à utilização, com autonomia, de procedimentos e métodos inerentes à Física e Química e pela afirmação de que "ligado ao aspecto teórico deverá estar sempre o processo prático/experimental e de que "As turmas destes anos virão a ser divididas em dois turnos para a realização das actividades práticas com a duração de 2 horas semanais, por turno" (DES, 1995).

De igual modo, os programas de Ciências da Terra e da Vida, de Biologia e de Geologia apresentam objectivos que incidem em diferentes aspectos do trabalho laboratorial e recomendam a utilização de actividades diversificadas, de grau de formalização crescente.

As disciplinas de técnicas laboratoriais são consideradas de natureza predominantemente prática, mas nos respectivos programas não são apresentados pormenores acerca de como devem ser implementadas as actividades nas respectivas aulas, nem mesmo nas Técnicas Laboratoriais de Física e de Química. É curioso, contudo, notar que os programas de Técnicas Laboratoriais de Física e de Química parecem ter subjacente uma perspectiva indutivista (actualmente questionada), pois defendem que, para que as noções possam ser verdadeiramente assimiladas, devem ser objecto da experiência e ser descobertas, mais do que ensinadas.

Perspectiva diferente parece estar subjacente aos programas de Técnicas Laboratoriais de Biologia, uma vez que estes enfatizam também o trabalho laboratorial mas reconhecem a necessidade de sensibilizar os alunos para as novas perspectivas sobre a natureza da ciência. Reconhecendo a existência de concepções prévias nos alunos, posicionam-se a favor de trabalho laboratorial diversificado, podendo incluir, por exemplo, resolução de problemas e projectos de pesquisa.

Os recentes avanços em termos de conceptualização da aprendizagem segundo a perspectiva construtivista ou, mais recentemente, social construtivista Duit e Treagust (1998) e Hodson e Hodson (1998), o reconhecimento das novas filosofias da ciência Chambers (1992), Jiménez (1996) e os trabalhos desenvolvidos na área da mudança conceptual Santos (1991), Duarte (1993) e Hewson, Beath e Thorley (1998) provocaram o convergir de atenções para uma nova forma de utilizar o trabalho laboratorial, as actividades P-O-E ou seja, Prevê-Observa-Explica Gunstone (1991). "O objectivo importante das actividades laboratoriais é, então, o de confrontar as pré-concepções dos alunos num ciclo conceptual dinâmico, num percurso de aquisição progressiva de concepções mais científicas" (Valente, 1997).

Estas actividades são também mencionadas pelo programa de Ciências Físico-Químicas do 3º ciclo do ensino básico e designadas por actividades de previsão. Elas têm a finalidade de facilitar a mudança conceptual do aluno. Iniciam-se com um pedido de previsão, em que o aluno é obrigado a pensar sobre o que acontece se um dado acontecimento for provocado (fundamentando a sua previsão) ou sobre a explicação que possui para um determinado acontecimento ou fenómeno. De seguida, ele terá oportunidade de realizar observações que lhe permitam testar as suas previsões, confrontando o que aconteceu com o que ele previu que iria acontecer e, finalmente, terá que encontrar explicações para o que efectivamente acontece, de um modo especial se os dados obtidos não suportaram as suas previsões. Como se afirma no programa de Ciências Físico- Químicas para o 3º ciclo "O facto de se fazer uma previsão aumenta o interesse e a expectativa em relação aos resultados da actividade, quer a hipótese seja provada ou negada" (DEB, 1995),

De igual modo, quer uma previsão se venha a revelar falsa ou verdadeira, a prática de efectuar previsões joga um papel extremamente importante na aquisição, construção e ajuste de conhecimentos e formas de pensar." (DEB, 1995).

Na verdade, quanto mais discrepante for o resultado da actividade relativamente ao previsto, mais ela será eficaz no que respeita a tornar o aluno insatisfeito com as suas ideias e em predispô-lo para aprender a explicação cientificamente aceite. A contribuição deste tipo de actividades para a mudança conceptual de alunos tem vindo a ser investigada em contextos de sala de aula normal.

Os resultados dos estudos já disponíveis indicam que elas promoveram essa mudança conceptual em temas de Biologia Silva (1996), de Física Vasconcelos (1997), Afonso (1999) e Pereira (1999).

No entanto, actividades deste tipo são difíceis de encontrar em manuais escolares tanto de Física Leite (1999) como de Química Pereira e Duarte (1999), pelo que será de prever a sua reduzida utilização na sala de aula. Com efeito, dados recolhidos durante o último ano Leite (1999) indicam que o trabalho laboratorial continua a ser relativamente pouco usado na disciplina de Ciências Físico-Químicas do ensino secundário e, nos casos em que é usado, serve essencialmente para ilustrar/confirmar os conceitos e os princípios apresentados. Esta finalidade parece não diferir muito daquela que, na prática, é privilegiada nas disciplinas de Técnicas Laboratoriais, embora nas técnicas Laboratoriais de Física e de Química haja muito mais trabalho realizado pelos alunos do que no caso das Ciências Físico-Químicas (Leite, 1999).

Por outro lado, refira-se que alunos e professores reconhecem importância ao trabalho laboratorial, embora os professores sejam mais optimistas do que os alunos no que respeita aos objectivos que efectivamente se consegue atingir com a realização daquele. De facto, os professores parecem mais convencidos de que ele consegue atingir objectivos relacionados com a aprendizagem de conhecimentos conceptuais e de metodologia científica e com o desenvolvimento de atitudes científicas, enquanto que os alunos sentem que o trabalho laboratorial realizado serve, essencialmente, para desenvolver skills laboratoriais (Leite, 1997).

Este aparente optimismo dos professores pode dificultar-lhes uma análise crítica da situação e fazer com que contribuam para a persistência de práticas que não rentabilizam ao máximo o trabalho laboratorial realizado nas escolas, dando assim razão a Hodson et, al (1998) quando sugere que o trabalho laboratorial é simultaneamente infra-utilizado (porque se fazem poucas actividades laboratoriais) e superutilizado (porque não se rentabilizam as actividades realizadas).

Em jeito de síntese, podemos afirmar que, pese embora a importância atribuída ao trabalho laboratorial pela última reforma educativa, como recentemente afirmou Jenkins (1998), "o ensino laboratorial das ciências nas escolas é demasiado prisioneiro do passado e é necessário reexaminar criticamente o papel que ele pode desempenhar enquanto auxiliar da aprendizagem das ciências pelos alunos".

• Investigar: Um Termo que é Preciso Clarificar

É frequente, mesmo em manuais escolares, confundir-se actividades laboratoriais com investigações. Tal como referimos na primeira secção, as actividades laboratoriais podem ter diferentes níveis de complexidade e exigência para os alunos. Embora todas elas tenham o seu interesse e valor didáctico, apenas algumas se apresentam como problemas que o aluno tem que resolver, recorrendo ao laboratório, e podem apelidar-se de investigações (Woolnough e Allsop, 1985; Gott e Duggan, 1995).

Dado que um problema é algo que inclui um obstáculo ou dificuldade que é preciso ultrapassar para o resolver, algo cuja estratégia de resolução não se conhece e para a qual não se sabe se há uma solução Lopes (1994) e Neto, (1998), no contexto laboratorial, só poderão ser consideradas investigações aquelas actividades que confrontem o aluno com uma situação problemática e exijam que ele faça previsões acerca de um problema (preferivelmente gerado por ele), que planifique uma ou mais estratégias de resolução que permitam testá-las, que implemente essa (s) estratégia (s), que analise os dados recolhidos com o objectivo de tentar encontrar a resposta ao problema, a qual poderá ou não ser concordante com as previsões iniciais. Decorre daqui que as investigações são incompatíveis com procedimentos laboratoriais e com instruções para análise de dados fornecidos a priori.

Na verdade, as investigações são as actividades laboratoriais que apresentam o maior grau de abertura Cachapuz (1989) ou nível de investigação Tamir (1991). O último autor recorre apenas a problema, procedimentos e conclusões para determinar o nível de abertura de uma actividade laboratorial.

O último valor de cada parâmetro é aquele que corresponde a actividades laboratoriais de tipo investigação.Com excepção da contextualização teórica, vai ser sempre o aluno que vai ter que decidir, imaginar, executar, etc. Se é certo que uma actividade laboratorial deste tipo demora um tempo a ser realizada que a torna incompatível com a sua utilização sistemática ao longo de um ano em que há um programa para cumprir Hodson (1996), também é certo que ela é a mais adequada para promover a aprendizagem de um maior número de conhecimentos procedimentais. Por outro lado, e pesem embora as diferenças existentes entre o trabalho dos cientistas e o dos alunos, as investigações são as actividades laboratoriais que apresentam mais capacidade de desenvolver não só uma imagem adequada dos processos de construção de conhecimento nos laboratórios de investigação mas também de permitir aos alunos irem aprendendo a fazer ciência.

De realçar ainda que as investigações não podem ser identificadas como actividades experimentais. Na verdade, há investigações em que o aluno não tem que controlar e manipular variáveis e que podem ser laboratoriais (ex.: identificar materiais que sejam bons condutores do calor ou identificar rochas com base nos minerais que as constituem), de campo (ex.: diagnosticar a flora de uma dada região) ou de outra natureza (ex: caracterizar a opinião da população de uma dada localidade relativamente à construção de um aterro sanitário). (Quadro 1).

Quadro 1. Parâmetros a considerar na análise do grau de abertura de uma actividade laboratorial.

Parâmetros	Valores possíveis
Problema	Não explicitado Fornecido Solicitado ao aluno
Contextualização teórica	Inexistente Fornecida Irrelevante Incluindo indicações Adequada
Previsão	Não solicitada Solicitada ao aluno
Procedimento	Desenho Fornecido Fornecidas indicações Não fornecido
Dados	Fornecidos Fornecidas indicações para recolha Recolha a decidir pelo aluno
Análise de dados	Apresentada Orientações sugeridas Definida pelo aluno
Conclusões	Fornecidas explicitamente Fornecidas implicitamente Elaboradas pelo aluno
Reflexão	Procedimentos Ignorada Apresentada Solicitada Relação Ignorada Previsão/resultados Apresentada Solicitada

Nota: adoptado de Silva e Leite (1997).

• Adequação do Tipo de Actividade ao Objectivo

Apesar de, como já referimos, não existir consenso entre os diferentes intervenientes na educação em ciências relativamente aos objectivos que de facto se atingem com o trabalho laboratorial realizado nas escolas, existe algum acordo em torno da ideia de que, para atingir um dado objectivo, a actividade laboratorial tem que ser estruturada e integrada com a teoria de modo adequado (Woolnough e Allsop, 1985; Gott e Duggan, 1995 e Silva e Leite, 1997).

Os objectivos que têm a ver com motivação e com o desenvolvimento de atitudes científicas devem estar sempre presentes em qualquer actividade laboratorial, embora o primeiro não possa ser gratuitamente assumido como estando garantido pela mera realização de uma actividade laboratorial Hodson (1994) e a consecução do segundo seja prejudicada, entre outros, pelo facto de as actividades assumirem frequentemente a forma de receitas e de haver grande preocupação com a obtenção de algo que poderia designar-se por resposta correcta, frequentemente de natureza quantitativa, quando as condições laboratoriais não a permitem.

A consecução dos restantes três objectivos gerais identificados por Hodson (1993) requer a realização de diversos tipos de actividades, tal como se mostra no quadro 2.

Quadro 2. Tipologia de actividades laboratoriais.

Nota: adoptado de Hodson (1993)

Assim, a aprendizagem de técnicas e o desenvolvimento de outros skills laboratoriais podem ser realizados à custa de actividades de tipo exercício (Woolnough e Allsop, 1985 e Silva e Leite, 1997).

A aprendizagem da metodologia científica requer, como já referimos, o desenvolvimento de competências de resolução de problemas e, no contexto laboratorial, exige a realização de investigações. No que respeita à aprendizagem de conhecimento conceptual, vários casos se podem dar:

- O conhecimento pode ter sido previamente apresentado aos alunos e a actividade serve para confirmar esse conhecimento ou para concretizá-lo (experiências ilustrativas) ou para dar uma noção mais exacta do fenómeno ou das características dos materiais (experiências para aquisição de sensibilidade acerca de fenómenos).

- A actividade serve como ponto de partida para a construção de conhecimento conceptual que só posteriormente vai surgir. Isto pode fazer-se à custa de actividades de resolução de problemas (ou seja, investigações) ou de actividades altamente estruturadas, que conduzem o aluno ao (provavelmente) único resultado possível (experiências orientadas para a determinação do que acontece).

- A actividade serve para promover a reconstrução das ideias que os alunos possuem sobre um dado assunto e que precisam de testar, a fim de encontrarem dados que as suportem ou que as ponham em causa (prevê-observa-explica-reflecte). Nestas actividades o procedimento laboratorial pode, ou não, ser dado ao aluno, mas tem sempre que ser este a fazer previsões fundamentadas, a interpretar os dados, a tirar as conclusões e a comparar as previsões com essas mesmas conclusões.

Quando está em causa a aprendizagem de conhecimentos conceptuais, uma mesma actividade laboratorial (ex.: combustão da vela) pode frequentemente ser estruturada e integrada com a teoria de diversas formas.

Pode usar-se para confirmar que a percentagem de oxigénio diminui durante a combustão (experiência ilustrativa), pode usar-se para determinar o que acontece à percentagem de oxigénio devido à combustão da vela realizada em determinadas condições (experiência orientada para a determinação do que acontece) ou pode servir como se mostra em Leite (1999) para ajudar os alunos a reconstruir a concepção alternativa de que a vela se apaga porque o oxigénio acabou.

Dos tipos de actividades apresentados, apenas as investigações e as Prevê-Observa-Explica-Reflecte que não incluem o procedimento podem aproximar-se de situações em que ocorrem descobertas científicas. Por isso, mesmo nos casos em que o aluno não conhece antecipadamente a resposta à actividade, o que ele faz é obter um dado resultado que, desde que tudo funcione como previsto, é o único resultado possível. A actividade serve para ele determinar o que acontece nas condições dadas, mas não para descobrir, no verdadeiro sentido da palavra. Não há necessariamente mal em que isso aconteça. Mas se é verdade que essa actividade pode resultar em algum acréscimo de motivação e até num aumento da qualidade da aprendizagem realizada, também é verdade que os alunos não estão a aprender a fazer ciência. Seria bom os educadores terem consciência das limitações deste tipo de actividades para não ficarem satisfeitos com algo que não corresponde ao que eles gostariam de permitir aos seus alunos fazer.

• Execução do Procedimento: Demonstrações Versus Trabalho Realizado Pelos Alunos.

As actividades laboratoriais podem exigir, entre outros, envolvimento cognitivo (ex.: fazer previsões, analisar dados, etc.) e psicomotor (ex.: utilizar equipamentos e manipular materiais em segurança, etc.). O primeiro pode ocorrer sem que os alunos executem o procedimento laboratorial e é, portanto, compatível com uma demonstração. O segundo requer que sejam os alunos a executar os procedimentos. Assim, quando numa aula queremos ensinar conceitos ou leis não é imprescindível que os alunos manipulem os materiais e equipamentos.

Às vezes nem é mesmo aconselhável, devido aos perigos que advêm da utilização de determinados reagentes (ex.: ácido sulfúrico, metais alcalinos) ou da formação de determinados produtos de reacção (ex.: monóxido de azoto), da utilização de alguns tecidos (ex.: o tecido sanguíneo), à necessidade de condições laboratoriais potencialmente perigosas (ex.: elevadas diferenças de potencial), ou à necessidade de dados de qualidade, que permitam fazer uma utilização quantitativa da actividade (ex.: colisões numa mesa de ar), os quais são mais fáceis de obter pelo professor (que domina a parte técnica) do que pelos alunos. Na verdade, como salientam Corominas e Lozano (1994), "a condição necessária para que uma demonstração não se reduza a um simples entretenimento é a de implicar os alunos na mesma, evitando que a sua atitude seja passiva".

Por isso, ao observarem a execução da actividade pelo professor, os alunos têm que participar activamente na previsão, na interpretação e na explicação do que aconteceu. Este envolvimento cognitivo é o mais importante para a aprendizagem de conceitos.

No entanto, se pretende que, para além de aprender conceitos, os alunos aprendam ou aperfeiçoem técnicas laboratoriais e skills associados à manipulação de equipamentos, então têm que ser eles a executar o procedimento laboratorial. Em alguns casos, o facto de o aluno poder começar por observar uma demonstração pelo professor pode facilitar a aprendizagem da técnica, mas depois tem que ter ele próprio a oportunidade de a executar, para adquirir a capacidade de a usar com perfeição.

Identificar as actividades em que é de facto importante que sejam os alunos a executar o procedimento e aquelas em que eles não ganhariam muito com isso é uma forma de rentabilizar o tempo e de tornar possível o envolvimento cognitivo com as actividades em que ele é fundamental.

• Conhecimentos Conceptual e Conhecimento Procedimental: Integração ou Separação?

O facto de se fazer a distinção entre dois tipos de conhecimento – conceptual e procedimental – não significa que se defenda o desenvolvimento independente de cada um deles, ao contrário do que por vezes se pensa dever acontecer. De facto, actualmente De Pro Bueno (1998) como há cerca de 15 anos atrás Woolnough e Allsop (1985), defende-se que os conhecimentos procedimentais precisam de ser ensinados e requerem, portanto, atenção no processo de ensino aprendizagem. A aprendizagem de muitos destes conhecimentos exige repetição, mas tornar-se-ia fastidioso dedicar aulas ao seu ensino, sem ter qualquer outro objectivo em vista. Por outro lado, os conhecimentos procedimentais não são os fins da ciência mas antes meios para alcançar esses fins Millar (1991) e de modo equivalente devem ser tratados no ensino das ciências.

Para além disso, a sua dependência do contexto e a consequente difícil transferência, já anteriormente referidas, torná-los-iam pouco úteis se não fossem desenvolvidos em diversos contextos temáticos.

Assim, embora seja necessário ensinar conhecimentos procedimentais, o seu ensino não deve fazer-se de uma forma conceptualmente descontextualizada, mas antes devem ser ensinados quando forem necessários para a aprendizagem de um dado conhecimento conceptual e merecer a atenção quando tiverem que ser usados de novo, a fim de irem sendo aperfeiçoados.

Por isso, Gott e Mashiter (1991) defendem a organização do currículo em torno de tarefas cuja realização exija, simultaneamente, o desenvolvimento de processos e a sua utilização no aperfeiçoamento de conceitos.

Na verdade, as actividades laboratoriais e a razão são igualmente relevantes na construção do conhecimento científico Valadares (1997) devido à relação de interdependência interactiva que existe entre teorias e experiências e que resulta do facto de as actividades laboratoriais contribuírem para a construção da teoria e de esta, por sua vez, determinar não só o tipo de actividades que pode e deve ser realizado mas também o modo como os dados devem ser interpretados (Hodson, 1998).

Assim, e como afirma Millar (1998), o trabalho laboratorial realizado nas aulas de ciências "tem que ser entendido e avaliado como uma estratégia de comunicação, como um meio de aumentar o que pode ser conseguido com a palavra, a imagem e o gesto.

Paralelismos com a actividade de "verdadeiros cientistas" em laboratórios de investigação não ajudam e são enganadores." , na medida em que dariam uma imagem errada do modo como os verdadeiros cientistas fazem ciência. Esta envolve muito raciocínio, reflexão e até criatividade, pois as actividades laboratoriais mostram o que acontece mas não mostram porque é que isso acontece. Este último aspecto exige a utilização de conhecimentos prévios que são muito diferentes entre alunos e cientistas. Por outro lado, as evidências que possam ser recolhidas num laboratório nunca são suficientes para que os alunos estabeleçam uma ideia (Millar, 1998).

O que eles podem é perceber a origem dessas ideias, mas as ideias propriamente ditas têm que ser co-construídas em conjunto com o professor e os colegas. O processo de construção de conhecimento é mais complexo do que apenas modificar o conhecimento existente Leach (1999) e Gil e Carrascosa (1985) defende mesmo que essa mudança só será possível se for acompanhada de uma adequada mudança metodológica, ou seja, de uma mudança nos conhecimentos procedimentais que os alunos usam para construir o seu conhecimento conceptual. O desenvolvimento integrado de conhecimentos conceptuais e procedimentais não só é sugerido pelos programas de Ciências Físico - Químicas como é defensável do ponto de vista teórico (Woolnough e Allsop, 1985; De Pro Bueno, 1998).

E como parece ainda ser consistente com resultados de investigações recentes que indicam que professores e alunos ficariam satisfeitos se deixassem de existir as disciplinas de Técnicas Laboratoriais e fossem criadas condições para realizar convenientemente a componente laboratorial na disciplina de Ciências Físico-Químicas (Leite, 1999).

• Avaliação do Trabalho Laboratorial dos Alunos: Potencialidades e Limitações dos Relatórios

Os relatórios são um instrumento de avaliação tradicionalmente associado ao trabalho laboratorial e a que os próprios programas atribuem importância. Contudo, importa analisar criticamente a validade dos relatórios para esse efeito, tomando como referência, por um lado, as características do trabalho laboratorial realizado nas escolas e, por outro lado, a multiplicidade e a diversidade de conhecimentos que o trabalho laboratorial pode permitir desenvolver.

Um dos conhecimentos procedimentais a desenvolver nos alunos tem a ver com comunicação De Pro Bueno (1998), sendo os relatórios tradicionais frequentemente apontados como uma forma de promover a aprendizagem desse tipo de conhecimentos. O relatório tem semelhanças estruturais com um artigo científico e, por isso, tal como este, pode permitir desenvolver a capacidade de comunicar ciência. Contudo, a consecução ou não desse objectivo depende do envolvimento que é exigido ao aluno para elaborar o referido relatório.

Quando o relatório incide numa investigação, dado que o aluno não dispõe de um protocolo, constitui uma oportunidade para o próprio aluno fazer a descrição da actividade realizada e justificar não só as decisões, de diversa natureza, que teve que tomar ao longo do processo como as conclusões que dela retirou.

Nos casos em que existe um protocolo para os alunos seguirem, o que estes se limitam a fazer e transcrever a fundamentação teórica, a lista de materiais e equipamentos e o procedimento, a completar os cálculos (caso existam) e a retirar uma conclusão que frequentemente já conhecem a priori. O relatório tradicional terá nestes casos uma importância duvidosa, no que respeita à promoção e avaliação de conhecimentos procedimentais relacionados com comunicação.

Como alternativa, talvez se pudesse usar o que, pelo menos, obriga os alunos a sintetizar e a reorganizar as informações fornecidas pelo protocolo, contribuindo para o desenvolvimento de capacidades de síntese. Por outro lado, diversos e importantes conhecimentos procedimentais que podem ser desenvolvidos aquando da realização de actividades laboratoriais com um grau de abertura inferior ao das investigações e até mesmo acompanhadas por protocolos, pela sua natureza, só podem ser avaliados por observação do trabalho realizado pelo aluno no laboratório. Estão nesta situação, entre outros, os relacionados com observação, medição, domínio de técnicas e destrezas manuais. Na verdade, ainda que num relatório o aluno demonstre que conhece uma dada técnica, o que acontece é que, salvo casos excepcionais, não pode aí mostrar o grau de perfeição com que a executa. Alguns outros conhecimentos procedimentais (ex.: formulação de problemas, realização de previsões, planificação de actividades, análise de dados) podem ser avaliados durante as aulas laboratoriais, mas podem também ser avaliados através de relatórios (desde que, como já referimos, estes incidam em investigações) e até mesmo de testes escritos (Novak e Gowin, 1988).

A complexidade e a diversidade de conhecimentos associados às actividades laboratoriais exigem a utilização conjunta de diversas técnicas de avaliação para que as aprendizagens dos alunos sejam convenientemente avaliadas. Os relatórios são apenas uma delas e podem ter vantagens, mas têm muitas limitações (Tamir, 1991; Giddings, Hofstein e Lunetta, 1991 e Doran, 1993),

• Características das Plantas Forrageiras.

Introdução.

As pastagens constituem a base da dieta dos ruminantes na grande maioria dos sistemas de produção das regiões tropicais. Na composição botânica destas pastagens, é encontrada uma ampla variação de espécies na sua grande maioria representadas por gramíneas e leguminosas, que podem ser nativas ou cultivadas, cujas qualidades nutritivas são muito variáveis. Tais variações de qualidade ocorrem não somente entre gêneros, espécies ou cultivares, mas também, com as diferentes partes das plantas, estágio de maturidade, fertilidade do solo e com as condições locais e estacionais (Norton, 2006).

A eficiência da utilização destas plantas forrageiras pelos animais está na dependência de vários factores, entre os quais podemos citar como mais significativos, a qualidade e a quantidade de forragem disponível na pastagem e o potencial do animal. Quando a disponibilidade de forragem e o potencial animal não são limitantes, a qualidade da pastagem é definida pela produção por animal, estando directamente relacionada com o consumo voluntário e com a disponibilidade dos nutrientes contidos na mesma (Reis et al., 1993).

A definição mais adequada de qualidade da forragem é a que relaciona o desempenho do animal com o consumo de energia digestível (ED), e neste contexto temos o valor nutritivo, que refere-se ao conjunto formado pela composição química da forragem, sua digestibilidade e a natureza dos produtos de digestão (Reis et al., 1993).

Composição Química das Forrageiras Tropicais.

Forragens de alta qualidade, devem fornecer energia, proteína, minerais e vitaminas, para atender as exigências dos animais em pastoreio. A composição química, pode ser utilizada como parâmetro de qualidade das espécies forrageiras, contudo deve-se ter em mente, que tal composição é dependente de aspectos de natureza genética e ambiental, e além disso, não deve ser utilizado como único determinante da qualidade de uma pastagem (Norton, 2006).

A distribuição dos diversos componentes químicos nas plantas, variam nos diferentes tecidos e órgãos, em razão de especificidade da organização física das células vegetais. Entretanto, de um modo geral, os principais constituintes químicos das plantas forrageiras podem ser divididos em duas grandes categorias: aqueles que compõe a estrutura da parede celular, que são de mais baixa disponibilidade no processo de digestão, e aqueles contidos no conteúdo celular, de maior disponibilidade. Os componentes do conteúdo celular envolvem substâncias solúveis em água ou levemente solúveis em água, tais como: amido, lipídios e algumas proteínas que são digeridas tanto por enzimas de microorganismos, quanto por aquelas secretadas pelo aparelho digestivo dos animais. Já os componentes da estrutura da parede celular incluem em sua maior parte carboidratos e outras substâncias como a lignina cuja digestão é totalmente.

Valor Nutritivo das Pastagens Tropicais.

Dependente da atividade enzimática dos microorganismos do trato gastrointestinal dos ruminantes (Van Soest, 1994).

Para a determinação da composição química das espécies forrageiras, são mais utilizados basicamente dois métodos de análise, que são a análise aproximativa de Weende (1964) e o método de Van Soest (1965) citados por Silva (1981).

No método de análise aproximativa de Weende, são determinados seis grandes componentes químicos das plantas que são: Proteína Bruta, Extrato Etéreo, Extrato não Nitrogenado, Fibra Bruta, Matéria mineral ou Cinzas e Matéria Seca. A concentração de Matéria Seca é determinada por secagem da amostra da forragem em estufa a 105º C, e a Matéria Mineral se constitui no resíduo da amostra obtido após combustão em mufla a 600o C. A Proteína Bruta é obtida pelo método de Kjeldahl, onde se determinam os teores de nitrogênio da amostra e se multiplica pelo fator 6,25, admitindo-se que a grande maioria das proteínas possuem 16,5% de nitrogênio na sua composição elementar. O extrato etéreo, envolve principalmente as substâncias de natureza lipídica, extraídas dos alimentos pelo uso de solventes orgânicos como o éter. A Fibra Bruta, é a porção da Matéria Orgânica insolúvel em ácidos e álcali. O extrato não Nitrogenado é obtido por diferença, subtraindo-se de 100 os níveis percentuais dos demais componentes (Silva, 1996).

O método de Van Soest, de determinação da qualidade das forrageiras, é baseado na separação das diversas frações que constituem as plantas, por meio de reagentes específicos, denominados detergentes.

Por meio de detergente neutro, é possível separar o conteúdo celular (parte da forragem solúvel em detergente neutro), que se constitui basicamente de proteínas, gordura, carboidratos solúveis, pectina e outros compostos solúveis em água, da parede celular, que se constitui na Fibra em Detergente Neutro (FDN). A seguir, o uso de detergente ácido, solubiliza o conteúdo celular e a hemicelulose, além de grande parte da proteína insolúvel, obtendo-se um resíduo insolúvel em detergente ácido, denominado Fibra em Detergente Ácido (FDA), constituída pela fração de celulose e lignina. O tratamento do resíduo de FDA com solução de ácido sulfúrico (H2SO4 72%) ou permanganato promove a solubilização da lignina, permitindo a determinação desta assim como da celulose (Silva, 1997).

O método de Van Soest para a determinação da fibra tem sido o mais utilizado devido à maior acurácia na definição das proporções de importantes constituintes da alimentação animal.

Proteínas.

A Proteína Bruta (PB) das plantas forrageiras inclui tanto a proteína verdadeira quanto o nitrogênio não protéico (NNP). A proteína verdadeira dependendo da maturidade da planta, pode representar até 70% da PB nas forragens verdes, 60% da PB no feno, e bem menores proporções no caso da silagem. O NNP inclui substâncias tais como glutamina, ácido glutâmico, asparagina, ácido aspártico, ácido gama-amino-butírico, ácidos nucléicos e pequenas quantidades de outras substâncias nitrogenadas tais como o próprio nitrato, que se constitui em componente cuja presença a níveis elevados nas forrageiras, requer especial atenção, em virtude dos seus efeitos tóxicos sobre os ruminantes. Existe ainda, uma pequena proporção de NNP que é insolúvel, pois está associada a lignina na parede celular, sendo de baixa disponibilidade ao processo digestivo dos animais, e que representa cerca de 5 a 10 % do nitrogênio da maioria das forragens. A proteína verdadeira e o NNP são normalmente de elevada disponibilidade, assim como a qualidade da proteína verdadeira nas folhas mostra-se bastante elevadas (Heath et al., 1985).

Segundo Minson (1990), as gramíneas de clima tropical possuem teores de proteína bruta inferiores ao das espécies de clima temperado. Grande parte destas gramíneas, apresentam teores de PB inferiores a 100g.Kg-1 de MS, que pode ser insatisfatório para o atendimento das exigências de alguns níveis de produção de leite e crescimento. O baixo nível de PB verificado nas gramíneas de clima tropical, é devido à via fotossintética C4, altas proporções de caule, e de feixes vasculares das folhas. Por outro lado, as leguminosas com anatomia foliar típica das espécies C3, apresentam teores protéicos mais elevados, girando em torno de 166g.Kg-1 de MS, sendo por este motivo freqüentemente recomendadas para a formação de consórcios com gramíneas tropicais, visando entre outras, o aumento da disponibilidade de proteína bruta para os animais em pastejo.

A maior concentração de proteínas ocorre nas folhas, sendo de alto valor biológico, e de composição aminoacídica de elevada qualidade, variando muito pouco entre as espécies, e não se alterando significativamente, nem com o declínio dos teores de PB devido a maturidade, nem com o aumento da PB em razão da aplicação de adubação nitrogenada. As proteínas das folhas são relativamente ricas em lisina, mas pobre em metionina e isoleucina, embora este aspecto qualitativo seja considerado de pouca importância para ruminantes, em virtude da intensa degradação protéica e síntese a nível ruminal por força da atividade microbiana (Norton, 2006).

O grau de degradabilidade ruminal da PB pode ser variável entre as diferentes espécies forrageiras, o que se refletirá sobre a disponibilidade de compostos nitrogenados a nível ruminal para síntese microbiana, e de aminoácidos no intestino, provenientes da fração protéica dietética não degradadas no rúmen. A presença de tanino nas leguminosas, reduz a degradação ruminal das proteínas, aumentando a quantidade de aminoácidos absorvidos no intestino, o que pode ser aspecto de interesse para a melhoria da qualidade da dieta de animais de elevada produção. As leguminosas ricas em tanino como o Desmodium spp, possuem baixa proporção de proteínas degradáveis no rúmen, o que aumenta a proporção de aminoácidos da dieta disponível a nível intestinal, proporcionando elevadas taxas de ganhos de peso nos animais que pastejam esta leguminosa. Por outro lado, altos níveis de tanino nas forragens pode reduzir o consumo voluntário e consequentemente deprimir a produção animal (Corsi, 1986 e Minson, 1990).

As concentrações protéicas nas espécies forrageiras são maiores nos estágios vegetativos da planta e declinam na medida em que as mesmas atingem a maturidade. O conteúdo de proteína na maturidade em função das diferenças entre espécies, nível inicial de proteína na planta, e das proporções de caule e folha da planta a esta idade. Algumas espécies mantém elevados valores protéicos durante o desenvolvimento mas invariavelmente declinam com o florescimento. Este declínio mostra-se mais lento para as leguminosas que para as gramíneas possivelmente em razão do suprimento contínuo de nitrogênio proporcionado pela simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Rhizobium (Norton, 2006).

Carbohidratos.

Os carboidratos são os principais constituintes das plantas, correspondendo de 50 a 80 % da MS das forrageiras e cereais. As características nutritivas dos carboidratos das forrageiras, depende dos açúcares que os compõem, das ligações entre eles estabelecidas e de outros fatores de natureza físico-química.

Assim, os carboidratos das plantas podem ser agrupados em duas grandes categorias conforme a sua menor ou maior degradabilidade, em estruturais e não estruturais respectivamente (Van Soest, 1994).

Incluem os grupos dos carboidratos não estruturais, aqueles carboidratos do conteúdo celular mais simples como glicose e frutose, e os carboidratos de reserva das plantas, como o amido, a sacarose e as frutosanas. Os carboidratos estruturais, incluem aqueles encontrados normalmente constituindo a parede celular, representados principalmente pela pectina, hemicelulose, e celulose, que são normalmente os mais importantes na determinação da qualidade nutritiva das forragens (Van Soest, 1994).

Carbohidratos não estruturais.

A acumulação de carboidratos solúveis nos tecidos das plantas ocorre quando, a taxa de formação de glicose, durante o processo fotossintético excede a quantidade necessária ao crescimento e respiração.

Quantitativamente o carboidrato não estrutural mais importante dos alimentos é o amido, entretanto seus níveis nas partes aéreas das forragens são muito reduzidos. Contrariamente ao que ocorre com gramíneas e leguminosas de clima temperado, que acumulam principalmente sacarose e frutosanas e em menor proporção amido, especialmente no caule, as espécies de clima tropical, acumulam principalmente amido e sacarose encontrados tanto nas folhas quanto nos caules. O amido acumulado por estas espécies, apresenta-se com solubilidade bem mais reduzida, que por exemplo o amido acumulado nas raízes e sementes, devido ao elevado conteúdo de amilopectina. Quantitativamente esse acúmulo de amido e demais carboidratos não estruturais na parte aérea de gramíneas e leguminosas tropicais mostram-se insignificantes para a maioria das espécies (Norton, 2006).

Carboidratos estruturais.

A natureza e concentração dos carboidratos estruturais da parede celular são os principais determinantes da qualidade da forragem. A parede celular pode constituir de 30 a 80 % da MS da planta forrageira, onde os mais importantes carboidratos encontrados são a celulose, a hemicelulose e a pectina. Além disto, podem constituir a parede celular componentes químicos de natureza diversa dos carboidratos, tais como tanino, proteína, e lignina. A lignina se constitui em um polímero fenólico que se associa aos carboidratos estruturais, celulose e hemicelulose, durante o processo de formação da parede celular, alterando significativamente a digestibilidade destes carboidratos das forragens (Norton, 2006).

Forrageiras de clima tropical, em relação às espécies de clima temperado, são caracterizadas por apresentarem baixos teores de carboidratos solúveis, e pela elevada proporção de parede celular, consequentemente, de carboidratos estruturais. O elevado conteúdo de parede celular das gramíneas tropicais está associado a aspectos de natureza anatômica das espécies em razão da alta proporção de tecido vascular característicos das plantas (Van Soest, 1994).