X CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS SEVILLA 5-8 de septiembre de 2017 A CONSTRUÇÃO DE EXPOSIÇÕES CIENTÍFICAS: PERCEÇÕES DOS ALUNOS SOBRE AS COMPETÊNCIAS DESENVOLVIDAS E IMPACTO NA MOTIVAÇÃO E AMBIENTE EM SALA DE AULA Patrícia Fialho Azinhaga, Ana Rita Marques, Pedro Reis, Luís Tinoca, Mónica Baptista Instituto de Educação da Universidade de Lisboa RESUMO: Analisa-se o impacto do desenvolvimento das exposições cientíicas sobre temas cientíicos de ponta produzidas pelos alunos da Comunidade de Prática Portuguesa do projeto IRRESISTIBLE, tendo em conta as suas perceções, quanto às competências por si desenvolvidas e às mudanças em ambiente de sala de aula. Para tal, foi aplicado um questionário, pré e pós desenvolvimento das exposições, composto por 16 itens de resposta fechada, a serem avaliados pelos alunos através de uma escala de Likert. Segundo as perceções dos alunos, a planiicação e construção das referidas exposições permitiu-lhes desenvolver competências e melhorou a sua perceção sobre as aulas de ciências. PALAVRAS CHAVE: Exposições cientíicas, Projeto IRRESISTIBLE, Desenvolvimento de competências, Ambiente em sala de aula OBJETIVOS: A presente comunicação tem como objetivo analisar o impacto do desenvolvimento de exposições cientíicas realizada pelos alunos portugueses no âmbito do projeto IRRESISTIBLE. A partir das perceções dos alunos, analisar-se-á a) as competências desenvolvidas e b) as mudanças em ambiente em sala de aula, resultantes da planiicação e construção de exposições sobre um tópico cientíico de ponta perspetivado segundo uma Investigação e Inovação Responsáveis. CONTEXTUALIZAÇÃO TEÓRICA O projeto IRRESISTIBLE1 surge com a inalidade de envolver professores, alunos e público no processo de Investigação e Inovação Responsáveis (IIR), estimulando uma tomada de consciência acerca da 1. http://www.irresistible-project.eu/index.php/en/; IRRESISTIBLE is a coordination and support action under FP7-SCIENCEIN-SOCIETY-2013-1, ACTIVITY 5.2.2 Young people and science: Topic SiS.2013.2.2.1-1 Raising youth awareness to Responsible Research and Innovation through Inquiry Based Science Education. his project has received funding from the European Union’s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement no 612367. ISSN (DIGITAL): 2174-6486 4709 X CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS necessidade de cooperação entre a investigação cientíica e a sociedade, em prol de uma investigação e inovação que sejam, de facto, responsáveis. Para tal, é fundamental (a) a construção de conhecimento sobre a investigação relativa a temas cientíicos atuais, pertinentes e polémicos, e que (b) os mesmos sejam alvo de discussão, numa perspetiva IIR. A promoção de atitudes positivas em relação à IIR junto dos alunos e professores é concretizada através do desenvolvimento de módulos de ensino concebidos pelas Comunidades de Prática (CoP, do inglês community of practice) do projeto. Os módulos, subordinados a diversos temas cientíicos atuais, implicam, no contexto da estratégia Inquiry Based Science Education, o modelo de ensino dos 5E de Rodger Bybee (2002): Engage, Explore, Explain, Elaborate e Evaluate. A ele foram acrescentadas duas etapas - Exchange e Empowerment2. Cada módulo é composto por um conjunto de atividades de caráter investigativo sobre o tema cientíico abordado perspetivado segundo a IIR, e pelo desenvolvimento de exposições cientíicas pelos alunos, como atividade inal comum a todos os módulos. Através das exposições pretende-se que os alunos informem e alertem a comunidade para o tema que investigaram – evidenciando os fenómenos e propriedades mais relevantes do tema cientíico, e propondo soluções para os problemas identiicados – abordando as implicações sociais e ambientais, numa perspetiva de IIR. As exposições cientíicas O planeamento, construção e apresentação de uma exposição sobre um determinado tema cientíico é um processo que leva os alunos a investigar sobre o tema, aprofundar determinados aspetos, transpor conhecimentos, analisar argumentos e tomar decisões. Neste processo, os factos cientíicos podem ser representados sob a forma de questões especulativas, o ensino deixa de ser transmissivo, permitindo, aos alunos, o desenvolvimento de outras competências e a construção da sua própria aprendizagem (Reis & Marques, 2016). Segundo os autores produzir e apresentar uma exposição cientíica torna-se um pretexto e, simultaneamente um contexto para os alunos investigarem de acordo com os seus próprios interesses. Desta forma, desenvolver uma exposição cientíica constitui uma oportunidade para os alunos conceptualizarem a ciência não como um produto, mas como um processo (Hawkey, 2001). A exploração de temas cientíicos de “ponta” permite aos alunos compreender a natureza da ciência, ao realçarem uma ciência de fronteira, controversa, preliminar, incerta e sob debate (Ziman, 2000). A produção e apresentação de uma exposição cientíica sobre estas temas, além de potenciar a abordagem inquiry, pode contribuir para o envolvimento dos alunos em discussão sobre temas sociocientíicos. Tal discussão, pode tornar-se particularmente útil, fomentando a) a aprendizagem sobre os conteúdos, processos e a natureza da ciência e tecnologia (Reis & Marques, 2016) e b) o desenvolvimento cognitivo, social, político, moral e ético (Kolstø, 2001; Reis, 2014; Sadler, 2004). Adicionalmente à possibilidade de investigação, análise e discussão, o desenvolvimento e apresentação de exposições cientíicas é um processo que concebe a oportunidade dos alunos participem (e instiguarem outros a fazê-lo) numa ação comunitária sobre questões sociocientíicas controversas (Reis & Marques, 2016). Estes têm a oportunidade de expor problemas, expressar opiniões e debatê-las com os visitantes, fundamentando-se em argumentos cientíicos. 2. O modelo oicial adotado pelo IRRESISTIBLE contempla apenas 6E, sendo que a etapa Empowerment foi uma proposta inovadora da equipa portuguesa. 4710 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, N.º EXTRAORDINARIO (2017): 4709-4713 X CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS As exposições cientiicas sobre temas cientíicos de “ponta” perspetivadas segundo a IIR, consideradas como um contexto sociocultural, podem contribuir para o desenvolvimento de capacidades metacognitivas e levantar questões, estimular a relexão pessoal e o diálogo entre alunos e visitantes, transformando ambos em aprendentes (Levinson et al. 2008). METODOLOGIA De modo a avaliar o impacto do desenvolvimento de exposições interativas pelos alunos da CoP Portuguesa, a partir das suas perceções, quanto às competências por si desenvolvidas e às mudanças em ambiente de sala de aula, foram desenvolvidos dois conjuntos de itens incluídos no questionário da avaliação do projeto IRRESISTIBLE. O questionário foi aplicado a todos os alunos da CoP do segundo ano de implementação do projeto. O questionário online, com aplicação em dois momentos distintos – pré e pós desenvolvimento das exposições – compreendia cinco seções, com um total de 33 questões. A presente comunicação analisa as secções 4 e 5, compostas por 16 itens no total, a serem avaliados pelos alunos através de uma escala de Likert de cinco pontos (variando de totalmente de acordo totalmente em desacordo). A seção 4 incluiu 8 questões fechadas sobre as exposições desenvolvidas pelos alunos. A seção 5 incluiu, também, 8 questões fechadas sobre os ambientes de sala de aula nas disciplinas em que foram implementados os módulos temáticos (Estudo do meio, Ciências da Natureza, Ciências Naturais, e Físico-químicas e Biologia/Geologia). A implementaçãoo dos módulos e o desenvolvimento das exposições foram orientados pelo professor na disciplina. De modo a validar as seções desenvolvidas, para a população em análise, procedeu-se ao cálculo do índice alfa de Cronbach. Os valores para Alpha de Cronbach obtidos para cada uma das seções analisadas foram, respetivamente, .853 e .876, indicando uma elevada consistência interna de ambos os tópicos (Alfa de Cronbach maior que 0,8), ilustrando assim a coniabilidade dos tópicos propostos. Participantes Ao questionário responderam no total 545 alunos portugueses de 8 escolas distintas. Na aplicação préteste e pós-teste, obtiveram-se respetivamente 269 e 276 respostas. A idade dos participantes encontra-se distribuída por diferentes faixas etárias, conforme ilustrado na tabela, compreendendo alunos do 1º Ciclo do Ensino Básico ao Secundário. A maioria dos participantes tem idades compreendidas entre os 13 e os 16 anos. A faixa etária inferior aos 8 anos de idade esteve também amplamente representada. Foram desenvolvidas um total de15 exposições a partir da implementação dos diversos módulos temáticos elaborados, nomeadamente, plásticos nos oceanos (5), alterações climáticas (3), ciência polar (2), geoengenharia climática (2) e extensão da plataforma continental portuguesa (1). Tabela 1. Faixa etária dos alunos que responderam ao questionário IDADE Número de alunos -8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18+ 41 7 30 14 3 104 83 142 93 12 1 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, N.º EXTRAORDINARIO (2017): 4709-4713 4711 X CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS RESULTADOS Para a análise dos resultados obtidos, procedeu-se ao cálculo da progressão geral da amostra. Na tabela 2 podem observar-se os resultados ANOVA, indicando se existe ou não uma diferença signiicativa entre os resultados pré e pós-teste (considerando p <05). Como ilustrado na tabela, observa-se um aumento signiicativo nas questões 15, 17, 21, 23, 26, 29 e 30 favorecendo os resultados pós-teste (p <0,05). Quanto às questões sobre as exposições interativas, tendo em conta os temas trabalhados nos módulos e o tipo de atividades propostas, os resultados demonstram que os alunos consideram ter desenvolvido capacidades que a) lhes permitem construir conhecimento sobre tema cientíicos atuais através de pesquisa, compreensão, relexão e discussão que não são normalmente apresentados nas aulas de ciências (Q.17) e, b) (re)organizar e transferir o conhecimento adquirido a outros sobre a forma de uma exposição (Q.15), contribuindo para a informação e consciencialização da comunidade (etapa empowrment) sobre temas relevantes para a sociedade (Q.21). Relativamente ao ambiente em sala de aula, os alunos consideram que o desenvolvimento das exposições interativas no âmbito do projeto promoveu a discussão de temas atuais e possíveis implicações para a sua vida (Q.23), criando oportunidade para uma compreensão clara da inluência que a investigação cientíica e a inovação tecnológica podem ter na sociedade e a relevância do envolvimento da sociedade nestas questões, um dos temas comuns a todas as exposições. Tabela 2. Resultados ANOVA pré e pós-teste da amostra QUESTÕES 15. Sou capaz de planiicar e construir uma exposição cientíica sobre um tema cientíico atual e relevante F Sig. 10,969 ,001* ,541 ,462 12,739 ,000* 18. A construção de exposições cientíicas melhora as relações entre alunos ,157 ,692 19. A construção de exposições cientíicas melhora a relação entre alunos e professores ,948 ,331 20. As TIC são excelentes instrumentos para apoiar o desenvolvimento de exposições cientíicas ,267 ,605 21. Sou capaz de produzir exposições cientíicas como forma de aumentar a consciência junto da comunidade sobre questões cientíicas atuais e relevantes 4,327 ,038* ,087 ,768 26,514 ,000* 24. Nas minhas aulas de ciências desenvolvo competências que me permitem ter um papel ativo na sociedade 3,473 ,063 25. Nas minhas aulas de ciências sou incentivado a fazer perguntas 1,131 ,288 26. Nas minhas aulas de ciências executo projetos que considero importantes e socialmente relevantes 9,343 ,002* 27. Nas minhas aulas de ciências aprendo a agir de forma socialmente responsável 2,096 ,148 28. Nas minhas aulas de ciências aprendo a respeitar as opiniões dos meus colegas ,075 ,785 29. Nas minhas aulas de ciências, aprendo maneiras de inluenciar as decisões de outras pessoas sobre questões sociais relacionadas à ciência, tecnologia e sociedade 4,335 ,038* 30. Nas minhas aulas de ciências sou responsável por iniciativas que me permitem inluenciar as decisões de outras pessoas sobre questões sociais relacionadas com a ciência, a tecnologia e a sociedade 14,245 ,000* 16. Planiicar e construir uma exposição cientíica é motivador 17. O desenvolvimento de uma exposição cientíica sobre um determinado tema permite-me aprender mais sobre esse assunto 22. Através do desenvolvimento de exposições cientíicas posso inluenciar as decisões e comportamentos de outros cidadãos relativos a questões sociais relacionadas com ciência, tecnologia e meio ambiente 23. Nas minhas aulas de ciências, discuto os problemas atuais e como estes afetam a minha vida * resultados signiicativos entre o pré e o pós-teste 4712 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, N.º EXTRAORDINARIO (2017): 4709-4713 X CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS A aprendizagem de estratégias que podem ajudar a inluenciar a tomada de decisões de outros relativamente a questões sociais relacionadas com a ciência tecnologia e sociedade, é um outro aspeto signiicativo para os alunos resultante do desenvolvimento das exposições interativas (Q.29). O projeto constituiu também uma oportunidade para a execução de iniciativas socialmente relevantes, permitindo aos alunos terem um papel cívico ativo, informando e discutindo com as visitantes questões acerca dos temas cientíicos abordados e do seu impacto na sociedade (Q.26 e 30). CONCLUSÕES Atendendo aos resultados, podemos concluir que o desenvolvimento de exposições interativas pelos alunos sobre temas cientíicos de “ponta” perspetivados segundo a IIR, contribuiu para uma perceção melhorada no que diz respeito às competências necessárias para o desenvolvimento de exposições nas aulas de ciências como forma de consciencialização sobre temas relacionados com ciência e tecnologia e implicações sociais: no inal do projeto, os alunos sentiram-se capazes de atingir esse objetivo. No que se refere aos ambientes de sala de aula, o projeto contribuiu para uma melhoria da motivação e perceção dos alunos sobre as aulas de ciências onde foram implementados e desenvolvidos os módulos: a) discutem-se questões atuais e como estas afetam ou podem afetar as suas vidas; b) desenvolvem-se projetos sociais relevantes; e c) aprende-se a inluenciar as decisões de outros cidadãos sobre questões sociais relacionadas à ciência, tecnologia e meio ambiente. De acordo com as perceções dos alunos, o desenvolvimento de exposições interativas em contexto sala de aula, constitui uma estratégia que além de proporcionar o desenvolvimento de competências para a sua concretização, cria a oportunidade de consciencialização da comunidade sobre questões sociocientiicas controversas e promove um ambiente em sala de aula mais motivador e signiicativo para os alunos. Numa etapa seguinte seria interessante veriicar se a melhoria da perceção sobre o ambiente sala de aula foi extensível às disciplinas cientíicas onde não foram desenvolvidas as exposições. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bybee, R. (2002). Scientiic Inquiry, Student Learning, and the Science Curriculum. In R. W. Bybee (2002) (Ed.), Learning science and the science of learning (25-35). Arlington, VA: NSTA Press. Hawkey, R. (2001) Innovation, inspiration, interpretation: museums, science and learning, Ways of Knowing Journal, 1(1). Kolstø, S. (2001). 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