Departamento de Educação

Docente

Ana Maria Morais e Isabel Pestana Neves

Introdução

A disciplina de Didáctica das Ciências está intimamente interligada com a disciplina de Metodologia da Biologia, desenvolvendo-se em Didáctica das Ciências um conjunto de conhecimentos e de competências que servem de base à Metodologia da Biologia. No seu conjunto, as duas disciplinas devem ser encaradas como um todo, apenas separadas por razões administrativas.

O esquema conceptual, ideia central que engloba o conjunto das unidades temáticas tratadas em Didáctica das Ciências, pode traduzir-se do seguinte modo:

Uma prática pedagógica conducente a um elevado índice de alfabetismo científico e ao desenvolvimento de competências sócio-afectivas pressupõe a compreensão da natureza da ciência nas suas diferentes dimensões e a consideração da problemática ensino-aprendizagem em termos filosóficos, psicológicos e sociológicos.

Conteúdo programático

UNIDADES TEMÁTICAS

O conteúdo programático de Didáctica das Ciências está distribuído por 3 unidades temáticas que se interpenetram ao longo das aulas teóricas e práticas e que se interligam com as unidades temáticas que serão tratadas em Metodologia da Biologia.

Unidade 1 - A Natureza da Ciência e o Ensino da Ciência

O ensino das ciências deve reflectir um conceito lato de ciência que inclua as dimensões histórica, filosófica, psicológica e sociológica, nas suas diferentes perspectivas, e que, na sua aquisição, tenha em conta as características psicológicas e sociológicas dos alunos.

1. As metaciências e a actividade científica

1.1. Dimensões histórica e psicológica da ciência
1.2. Dimensão filosófica da ciência
1.3. Dimensão sociológica da ciência

2. O ensino das ciências - Aspectos da psicologia, da sociologia e da filosofia

2.1. Estrutura conceptual da aprendizagem científica - Diferentes perspectivas
2.2. Aprendizagem cognitiva – Construtivismo pessoal, construtivismo social, aprendizagem por recepção
2.3. Aprendizagem social - Trabalho cooperativo
2.4. Pedagogias visíveis e invisíveis

3. Relação ciência-ensino da ciência

3.1. As teorias epistemológicas no ensino das ciências
3.2. A sociologia da ciência no ensino da ciência
3.3. Condicionantes psicológicas e sociológicas na aprendizagem da natureza da ciência

Unidade 2 - Organização do Ensino-Aprendizagem

O professor deve criar contextos de aprendizagem em ciências que, correspondendo a pedagogias mistas, permitam o desenvolvimento de competências cognitivas, sociais e afectivas de nível elevado por alunos com características psicológicas e sociológicas distintas.

1. Visão geral da organização do ensino
2. Organização do conteúdo científico e metacientífico

2.1. Factos, conceitos e esquemas conceptuais
2.2. Mapas de conceitos

3. Os objectivos educacionais

3.1. Relação objectivos-conteúdos
3.2. Formulação de objectivos - Limites e potencialidades
3.3. A polémica da aprendizagem por objectivos

4. Estratégias de ensino-aprendizagem

4.1. Relação objectivos-estratégias
4.2. Abordagens psicológica/epistemológica e sociológica - Regras de reconhecimento e de realização
4.3. Estratégias: Experimentais de discussão e de resolução de problemas
4.4 Actividades e materiais no ensino das ciências – Recursos audiovisuais, laboratoriais e computacionais.

5. A avaliação da aprendizagem

5.1. Relação objectivos-avaliação
5.2. Modelos e processos de avaliação - Limites e potencialidades
5.3. Classificação; construção de materiais de avaliação.

Unidade 3 - Currículos, Programas e Manuais Escolares

O ensino actual das ciências, dando ênfase ao desenvovlvimento de competências e à exploração de conceitos unificadores (científicos e metacientíficos) e de problemas sociais, é o resultado de uma evolução que tem pressupostos filosóficos, psicológicos e sociológicos quanto à organização curricular e quanto aos conhecimentos, atitudes valores que os alunos deverão transferir para a sua vida quotidiana.

1. A organização curricular em ciências - Significado e modelos

1.1. Metas, objectivos e processos no ensino das ciências
1.2. Pressupostos psicológicos, filosóficos e sociológicos
1.3. Potencialidades e limites ao nível da aprendizagem

2. Recontextualização de textos pedagógicos e espaços de mudança

2.1. Níveis de produção, recontextualização e reprodução
2.2. Convergências e divergências dos textos pedagógicos de diferentes níveis

3. Evolução do ensino das ciências

3.1. O ensino actual das ciências
3.2. Processo evolutivo do ensino das ciências - Significado sociológico
3.3. Papel da formação de professores na educação em ciências

Objectivos

Com a disciplina de Didáctica das Ciências pretende-se que, no final, os alunos possam:

• Desenvolver competências relacionadas com os processos de investigação científica.
• Conhecer pressupostos filosóficos e sociológicos da actividade científica.
• Compreender as implicações da natureza da ciência no ensino das ciências.
• Compreender que o ensino das ciências deve reflectir pressupostos filosóficos, psicológicos e sociológicos sobre a natureza da ciência.
• Reconhecer que o trabalho laboratorial é essencial como actividade de aprendizagem de uma ciência experimental.
• Compreender que o actual ensino das ciências traduz uma recontextualização de princípios inerentes às teorias psicológicas e epistemológicas dominantes.
• Reconhecer a vantagem de planear o ensino segundo temas unificadores e articulando amplos conceitos, processos de trabalho (dimensões filosófica, psicológica, sociológica, histórica) e problemas sociais.
• Compreender o alcance da utilização de uma variedade de materiais, actividades e estratégias no processo de ensino-aprendizagem.
• Compreender o significado e importância da avaliação no ensino.
• Compreender o significado da evolução do ensino das ciências em função das teorias psicológicas e epistemológicas e da ideologia dominantes.
• Conceber textos pedagógicos de aprendizagem e de avaliação.
• Desenvolver capacidades de análise e crítica de programas, currículos e materiais pedagógicos.
• Desenvolver criatividade e pensamento crítico e reflexivo.
• Reconhecer o papel da discussão em pequenos grupos e o papel da discussão alargada no processo de comunicação.
• Reconhecer a importância de uma reflexão e sistematização da informação obtida.
• Reconhecer que qualquer nova metodologia não deve ser aplicada sem prévia análise crítica.
• Reconhecer a necessidade e a importância de uma permanente auto-formação.
• Participar activamente nos trabalhos de grupo e nos debates.

Estratégias

• Análise e discussão de textos.
• Trabalho de pesquisa de materiais.
• Realização de trabalhos experimentais.
• Análise e utilização de meios audio-visuais e de programas de computador.
• Avaliação e construção de materiais pedagógicos.
• Trabalho individual, em pequenos grupos e discussões plenárias.

Avaliação

1. A estrutura da disciplina de Didáctica das Ciências é tal que pressupõe a assistência a todas as aulas (os alunos deverão assistir a, pelo menos, 75% das aulas, incluindo práticas e teóricas), sendo a avaliação realizada do modo que se segue:

(a) Elaboração de um trabalho de reflexão/aplicação sobre estratégias de ensino-aprendizagem. Dada a sua índole, deve ser realizado em grupo, sendo três o número de alunos em cada grupo. A cada grupo será atribuída uma classificação. A classificação individual será acertada consoante a opinião dos elementos do grupo e da professora.
(b) Realização de um teste escrito de consulta.
(c) Participação dos alunos no curso. Esta participação diz respeito a aspectos de natureza cognitiva e sócio-afectiva (interesse, assiduidade, preparação prévia das aulas, intervenção nos trabalhos em grupo e nas discussões plenárias).

Na nota final a atribuir, a tarefa (a) é valorizada em 40% e a tarefa (b) em 40%, sendo os restantes 20% atribuídos à participação nas aulas (c). Contudo, a passagem nesta disciplina está limitada pela classificação obtida no teste, que não poderá ser inferior a 8 valores.

2. Na impossibilidade total de assistência às aulas, a avaliação será feita do seguinte modo:

(a) Elaboração individual de um trabalho de reflexão/aplicação - 30%.
(b) Teste escrito - 30%.
(c) Exame oral - 40%.

A passagem, na disciplina, está limitada pela classificação obtida no teste escrito, que não poderá ser inferior a 10 valores.

3. O trabalho de Didáctica das Ciências pretende constituir um espaço simultâneo de aprendizagem e de avaliação. Nesse sentido, os alunos deverão discutir o trabalho com a professora à medida que ele vai sendo elaborado, o que lhes permitirá atingir um maior desenvolvimento das capacidades e conhecimentos envolvidos.

Docente

Ana Maria Freire e Conceição Vilela

A Didáctica das Ciências é uma disciplina do 4º ano das Licenciaturas em Ensino da Física e Ensino da Química da FCUL. Aborda questões do Ensino das Ciências na óptica da prática do professor, assentando em linhas recentes de investigação desta área de estudos. Pretende-se que constitua um espaço onde resultados da investigação educacional poderão ser analisados de modo a serem, posteriormente, utilizados em sala de aula.

Objectivos

• Reconhecer os pressupostos de ordem psicológica. epistemológica e sociológica no actual ensino das ciências
• Compreender as implicações da natureza da ciência e da natureza da tecnologia no ensino das ciências
• Analisar as tendências para o ensino das ciências e as suas implicações curriculares
• Reconhecer as competências desenvolvidas com diferenças experiências de aprendizagem
• Identificar potencialidades e limitações de diferentes recursos e estratégias de ensino
• Conceber actividades de ensino-aprendizagem, recursos e instrumentos de avaliação, nomeadamente com suporte em tecnologias de informação e comunicação e reflectir sobre as mesmas após implementação ou análise por pares

Temáticas

O programa da disciplina compreende quatro grandes temáticas interligadas que se desenvolvem em sintonia nas aulas "teóricas" e "práticas". Em qualquer destas temáticas analisar-se-á o reflexo nos programas e nos manuais.

Currículos de Ciências

• Evolução e situação actual
• Reformas curriculares em Portugal

Natureza de Ciência e Ensino de Ciência

• Dimensão epistemológica de Ciência
• Dimensão sociológica de Ciência

Linha actuais de investigação no ensino das ciências

• Concepções alternativas
• Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente
• Resolução de problemas
• Trabalho laboratorial

Organização do ensino/aprendizagem

• Planificação do ensino/aprendizagem
• Finalidades e objectivos educacionais
• Estratégias de ensino (inquérito científico, discussão e debate, resolução de problemas, trabalho de projecto)
• Recursos educativos (livros e revistas, software educativo, sensores e material laboratorial, Internet)
• Avaliação de aprendizagem ( função de avaliação, tipos de avaliação e instrumentos de avaliação)

Avaliação

A classificação dos estudantes na disciplina realizar-se-á a partir de vários elementos recolhidos ao longo e no final do semestre. Compreende os seguintes momentos e elementos de avaliação.

Bibliografia

Cachapuz, A. (Org.) (2000). Perspectivas de ensino - Textos de apoio n° 1. Porto: Centro de Estudos de Educação em Ciências.

Enger, S. K., & Yager, R. E. (2000). Assessing student understanding in science – a standards-based K-12 handbook. Thousand Oaks, CA: Corwin.

Fensham, P., Gunstone, R., & White, R. (Eds.). (1994). The content of science. A constructivist approach to its teaching and learning. London: Falmer Press.

Fensham, P., Gunstone, R., & White, R. (Eds.). (1994). The content of science - A constructivist approach to its teaching and learning. London: Falmer Press.

Galvão, C. (Coord.) (2001). Competências para o Ensino das Ciências. Lisboa: DEB

Galvão, C. (Coord.) (2992). Orientações curriculares para o ensino das ciências. Lisboa: DEB

Glynn, S. M., & Duit, R. (Eds). (1995). Learning Science in the schools: Research reforming practice. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.

Hodson, D. (1998) Teaching and learning science - towards a personalized approach.Buckingam: Open University.

Joshua, S., & Dupin, J-1. (1993). lntroduction à la didactique des sciences et des mathématiques. Paris: PUF

Levinson, R. (Ed.); (1994). Teaching Science. London and New York, NY: Open University.

Levinson, R., & Thomas, 1. (Eds.). (1997). Science today, London Routledge.

Martins, I., & Veiga, M. L. (1999). Uma análise do currículo da escolaridade básica na perspectiva da educação em ciências. Lisboa: DE

Matthews, M R. (1994). Science leaching - The role of history and philosophy of science. London: Routledge.

McGuell, B. (Ed.) (2000). Teaching secondary chemistry, London: John Murray.

Millar, R. (Ed.). (1989). Doing science. London: Falmer Press.

Millar, R., & Osbome, 1. (1999). Beyond 2000. London: London Institute of Education.

Millar, R., Leach, 1. & Osbome, 1. (Eds.) (2001). lmproving science education - the contribution of research. Buckingam: Open University.

Pereira, M. (Coord.).(1992). Didáctica das Ciências da Natureza. Lisboa: Universidade Aberta.

Ross, K., Larkin, L., & Callaghan, P. (2000). Teaching secondary science - constructing meaning and developing understanding. London: David Fulton.

Rutherford, F. J., & Ahlgren, A. (1990). Science for all americans. New York, NY: Oxford University Press.

Sang, D. (Ed.) (2000). Teaching secondary physics. London: John Murray.

Scaife, J., & Wellington, J. (1993). Information technology in science and technology education. Buckingham: Open University Press.

Schafer, G. (Ed.). (1994). Behind the methods class door - educating elementary and middle school science teachers. Columbus, OH: ERIC.

Solomon, J. (1993). Teaching science, technology and society. Buckingham: Open University Press.

Solomon, J., & Aikenhead, G. (Eds.). (1994). STS education - lnternational perspectives on reform. New York, NY: Teachers College Press.

Wellington,1. (Ed.). (1996). Secondary science - contemporary issues and practical approaches. London: Routledge.

White, R., & Gunstone, R. (1992). Probing understanding. London: Falmer Press.

Woolnough, B. E. (1994). Effective science teaching. Buckingham: Open University Press.

Textos Incluídos no dossier da disciplina

Docente:

Maurícia de Oliveira

No percurso de formação dos alunos das Licenciaturas em Ensino da Física e da Química até este momento, a precupação dominante terá sido a da obtenção de uma sólida formação científica de base na área da Física e da Química, ou seja, deverão ter adquirido os conhecimentos e desenvolvido as capacidades e atitudes inerentes à natureza das disciplinas de que virão a ser professores. A partir do 1º semestre do 4º ano da licenciatura é necessário que adquiram uma sólida formação científica de base na área da Educação, nomeadamente, no domínio do ensino e da aprendizagem de ciências. Ora, a evolução do conhecimento neste domínio traduziu-se na recente elaboração, a partir de uma iniciativa da National Science Teachers Association (NSTA) americana, de um conjunto de princípios e linhas orientadoras para os professores de ciências em relação ao ensino e à avaliação, bem como para a sua formação. São esses princípios e linhas orientadoras, designados por National Science Education Standards* que estão subjacentes quer à disciplina de Didáctica das Ciências quer à disciplina de Metodologia da Física.

A um nível muito geral, esses princípios afirmam que a ciência se destina a todos os alunos, que a sua aprendizagem é um processo activo, que a ciência escolar reflecte as tradições intelectuais e culturais da ciência contemporânea e que melhorar o ensino das ciências é uma parte da reforma sistémica da educação.

No que se refere à formação de professores, salienta-se a necessidade de os futuros professores adquirirem formação adequada e integrada acerca da natureza da ciência e da forma como os alunos aprendem. Só assim os futuros professores serão capazes de seleccionar e conceber estratégias flexíveis, abertas às ideias, interesses e necessidades dos seus alunos, que se traduzam na realização de actividades de inquérito científico envolvendo, em particular, trabalho experimental. Essas estratégias devem também permitir aos alunos construir o seu próprio conhecimento num contexto social e comunicar as suas ideias das mais diversas formas. As estratégias de ensino devem, ainda, dar apoio aos alunos no uso e estabelecimento de pontes com as restantes disciplinas. Ao mesmo tempo, procurar-se-á que os futuros professores encarem a avaliação não "como o momento final em educação mas sim o primeiro". Pretende-se, portanto, que os professores utilizem uma variedade de estratégias de avaliação, desde observar e ouvir os alunos a trabalharem até à discussão das suas ideias e concepções, passando pela análise cuidada de todas as tarefas formais e informais, pela manutenção de portfolios de trabalhos e pela promoção da auto-avaliação dos alunos.

Nesta ordem de ideias, apresentam-se seguidamente os objectivos e os conteúdos desta disciplina bem como as actividades a desenvolver pelos alunos.

Objectivos

• Aplicar as aprendizagens realizadas durante a formação científica e educacional básica, tornando-as adequadas e relevantes para o ensino das ciências;
• Conhecer e utilizar resultados de investigação relativos ao ensino das ciências;
• Conhecer, analisar e sistematizar informação sobre tendências recentes para o ensino das ciências e reflectir sobre as suas implicações curriculares;
• Avaliar recursos, estratégias e actividades para o ensino das ciências;
• Conhecer potencialidades e limitações de diferentes recursos, estratégias de ensino e actividades de aprendizagem; e
• Conceber, planificar, desenvolver e avaliar actividades de aprendizagem a serem implementadas no âmbito do ensino das ciências.

Conteúdos

I- A Natureza da Ciência e o Ensino da Ciência

II- Currículo e Programas

1. Perspectiva histórica e situação actual
2. Implicações no desenvolvimento e organização curricular:

- Currículo intencional e metas para o ensino das ciências (Lei de Bases do Sistema Educativo, programas nacionais e National Science Education Standards)
- Currículo implementado e projectos curriculares para o ensino das ciências

III- Organização do Ensino

1. Currículo implementado

• Actividades de aprendizagem, estratégias de ensino e recursos:
• Tipos de recursos (livros e revistas; CD-Roms e Internet; material de laboratório; software educativo; transparências, diapositivos e vídeos; ...)
• Tipos de actividades e estratégias (inquérito científico, trabalho experimental, resolução de problemas, comunicação, centradas em novas tecnologias, visitas de estudo, ...)
- Concepção e planificação de propostas curriculares

2. Currículo experienciado

- Avaliação como recolha e análise de evidências de aprendizagem

Actividades a desenvolver pelos alunos

As actividades a desenvolver pelos alunos e que fazem parte integrante do processo de avaliação incluem:

1. a análise, discussão e elaboração de documentos-síntese sobre questões relacionadas com o ensino das ciências;
2. a análise de recursos para o ensino das ciências, nomeadamente, projectos curriculares, manuais escolares e software educativo;
3. a concepção, planificação, desenvolvimento e avaliação em grupo de actividades de aprendizagem;
4. a apresentação escrita e a comunicação oral de alguns dos trabalhos desenvolvidos; e
5. a manutenção de de um portfolio dos trabalhos realizados.

Faz parte integrante das actividades de aprendizagem referidas em 1 e 5. um caderno de apontamentos. Todas as semanas, individualmente, deve registar neste:

• Quatro questões-chaves abordadas durante as aulas teóricas e práticas dessa semana ou que lhe tenham ocorrido em consequência destas;
• Quatro perguntas que gostasse de fazer relacionadas com o conteúdo das aulas ocorridas durante essa semana.

Deve escrever 200-250 palavras (uma página A4) por semana. Ao escrever, baseie-se nos seus próprios comentários e reflexões sobre as questões abordadas em sala de aula. Quais foram as questões-chaves que emergiram decorrentes das aulas? O que pensa em relação a elas? Concorda ou discorda com as perspectivas apresentadas? O que aprendeu de novo que não soubesse antes? O que o surpreendeu ou intrigou? Há alguns outros elementos que gostasse de pesquisar para dar seguimento ao abordado em cada semana? Se continuasse a discutir as questões abordadas em cada semana com a professora, quais seriam os aspectos que gostaria de aprofundar mais?

Na medida em que o caderno de apontamentos deve ir tomando forma semanalmente, a página escrita em cada semana será assinada pela docente responsável no início da semana seguinte. Assim, deve trazer o caderno de apontamentos sempre consigo. Este será entregue às docentes definitivamente no último dia de aulas e será avaliado durante o período destinado a avaliação pelo calendário escolar em vigor.

Faz ainda parte integrante das actividades de aprendizagem referidas em 1,3 e 4, a apresentação escrita por cada aluno de um trabalho (2500-3000 palavras) sobre um tema do seu interesse e que esteja relacionado com um dos conteúdos abordados em sala de aula. Este trabalho deve evidenciar que o aluno(a) fez pesquisa aprofundada sobre o tema e deve conter ainda sugestão(ões) de actividades de aprendizagem a implementar em sala de aula que se enquadrem teóricamente no tema desenvolvido. Este trabalho será entregue no último dia de aulas e será apresentado oralmente (30 minutos) e discutido em data a acordar.

Os alunos para serem aprovados nesta disciplina devem obrigatoriamente entregar o caderno de apontamentos e o último trabalho mencionado e estes trabalhos terão de ser aceites como cumprindo os requisitos mínimos.

Notas:

• A sala de aula e as docentes desta disciplina estarão ao dispôr dos alunos para apoiar a realização do conjunto de actividades individuais e em grupo previstas, para além do horário lectivo e em condições a especificar.
• Pressupõe-se que no final desta disciplina os alunos estarão em condições de utilizar ferramentas de processamento de texto, folha de cálculo e base de dados, bem como a utilização da Internet e a instalar as ferramentas informáticas que nela utilizam.
• A articulação existente entre as sessões teóricas e práticas exige a presença assídua às aulas.

Bibliografia

Para cada tópico tratado os alunos são solicitados a pesquisar as bases de dados à sua disposição e a utilizar os restantes recursos materiais e humanos de que dispõem para obterem os elementos bibliográficos.

* National Research Council (1996). National Science Education Standards. Washington, DC: National Academy Press