Estratégias de desenvolvimento do pensamento científico em crianças do 1º ciclo do ensino básico

Abstract

Com a finalidade de promover o pensamento científico e competências de investigação, foi levada a cabo uma intervenção em duas turmas do 4º ano do 1º ciclo do ensino básico (9/10 anos). A intervenção, conduzida pelo investigador em cooperação com os professores, foi realizada numa turma de 18 alunos durante o ano de 92/93 e na outra turma de 22 alunos, durante o ano de 93/94, envolvendo cerca de 54 horas de actividades experimentais em cada uma. O estudo teve o carácter de investigação-acção com uma componente quasi-experimental, combinando métodos qualitativos e métodos quantitativos: a) nas turmas experimentais procedeu-se à recolha de dados por via do método de observação participante, recorreu-se aos registos escritos dos alunos e efectuou-se, no final da intervenção, uma entrevista individual com vista à observação dos alunos a realização de uma tarefa de investigação; b) cada turma experimental foi comparada com uma turma de controlo, em pré-teste e em pós-teste, por via da aplicação de um instrumento de Competências em Processos Científicos. A perspectiva teórica da intervenção subordinou-se a três princípios fundamentais: a) as concepções intuitivas dos alunos face aos fenómenos e problemas científicos condicionam e são parte integrante do processo de aprendizagem; b) as oportunidades de os alunos confrontarem as suas ideias com a evidência, por via da utilização dos processos científicos, de modo a avaliarem em que medida tais ideias estão conforme a evidência ou necessitam ser modificadas são um factor crucial de mudança conceptual e de desenvolvimento de uma abordagem científica; c) o papel do professor como estimulador do fluxo do pensamento e acção é determinante para que a perspectiva científica seja pessoal e socialmente construída, de modo a prevalecer sobre a perspectiva pessoal intuitiva. São de destacar os seguintes resultados: a) as crianças evidenciaram muita satisfação, prazer e alegria na realização das actividades, o que foi notório nas suas atitudes, manifestações de sentimentos e nos testemunhos orais e escritos que deram; b) desenvolveu-se na sala de aula uma atmosfera de genuína reflexão, discussão e troca de pontos de vista, com elevado investimento intelectual na resolução de problemas, chegando as crianças a realizar investigações, em grupo, com elevado grau de autonomia; c) vinte e oito dos quarenta alunos (70 %) conseguiram realizar a tarefa de investigação final (formulação de hipótese, plano de investigação, recapitulação do plano de investigação, execução, registo de dados e interpretação) - que envolve uma variável independente, um variável de controle e uma variável dependente - com diferentes níveis de desempenho e requerendo diferentes graus de interacção da parte do investigador; d) as duas turmas experimentais obtiveram scores claramente superiores aos das turmas de controlo no instrumento de Competências em Processos Científicos. A investigação sustenta a possibilidade de fazer com que crianças de 9/10 anos, em atmosfera de livre comunicação e cooperação na aprendizagem, evoluam de um pensamento directamente ancorados nos objectos concretos para níveis de pensamento científico com características de pensamento formal. Um considerável número de crianças revelou competências de mobilização e coordenação de imagens e representações, na forma de antecipação mental de um plano estruturado de acções bem como dos resultados de tais acções, executá-las em seguida e interpretar os dados à luz de expectativas explicitadas. Revelaram-se apropriadas, para desenvolver a qualidade do pensamento científico, as seguintes estratégias: manipulação dos objectos e materiais com produção de evidencias pelos próprios alunos; discussão de ideias e cooperação; escrever sobre as actividades; o questionamento reflexivo da parte do professor/investigador; e a recapitulação de estruturas de pensamento gradualmente construídas com a ajuda do questionamento. A forma como as actividades foram orientadas e supervisionadas foi de uma importância crucial, tendo sido identificadas determinadas competências do professor, designadamente um conjunto de categorias de questões como parte integrante da competência de questionamento.

In order to promote children’s scientific thinking and investigation competence, an action-research was carried out in two fourth year primary school classrooms (9/10 year-old). The scientific activities, which were conducted by the researcher in collaboration with the teacher. They were carried out over 92/93 and 93/94 years, in a classroom of 18 pupils and in a classroom of 22 pupils, covering about 54 hours of training in either classroom. This action-research had a quasi-experimental component, combining both qualitative and quantitative methods: a) data collection was carried out in the classrooms by participant observation method, including children’s own records, and observation of children’s performance on investigation tasks, in children’s separate interviews at the end of the year; b) each experimental class was compared to a control class, in pre-tests and post-tests, by using a Competence Instrument in Scientific Processes. The theoretical frame of teaching was based on three main principles: a) children’s intuitive conceptions regarding scientific phenomena and problems are a component of learning process; b) children’s opportunity to match their own ideas to evidence (by using scientific processes in order to evaluate whether their ideas are in conformity with evidence or need to be changed) are a crucial factor of conceptual change and ofdevelopment of a scientific approach; c) teacher's role, as a stimulator of thinking and action, is determinant to make the scientific perspective (personally and socially constructed) prevail over the intuitive personal perspective. The main results of this work are the following: a) the children were amused and delighted, having enjoyed very much their activities; this was clearly revealed by their behaviour and feelings demonstrations as well as by their oral and written messages; b) an ambience of genuine reflection, discussion and viewpoint exchanges was developed in classroom, thus showing great intellectual commitment in solving problems; such ambience led children to carry out their investigations, in groups, with high level of autonomy; c) at the end of the year, twenty eight out of fourty children (70%) were able to perform their own investigation tasks (making hypothesis, investigation planning, review of the investigation plan, its execution, data recording and their interpretation) -- which involves an independent variable, a control and a dependent variable -- with different performance levels and requiring different degrees of inquiry by the researcher; d) the scores obtained from both classrooms were significantly higher as compared with those of control classrooms, as estimated by competence instrument in scientific processes. This research work suggests that children 9/10 years old, in an enjoyable ambience, can launch from concrete operational thinking (directly anchored upon concrete objects) up to scientific thinking with characteristics of formal operational thinking. A great number of children revealed competence on mobilisation and co-ordination of mental images and representations, as shown by both mental anticipation of a structured plan of actions and results of such actions as well as by executing and interpreting the data in the view of explicit expectations. The following strategies revealed to be appropriated for the development of scientific thinking quality: object manipulation and evidence production by the children themselves; discussion and co-operation; writing; inquiry by the researcher and teacher; and review by the children of thinking schemes constructed gradually by inquiry. The way the activities were supervised was determinant in this work, having been identified several teacher’s competencies, such as different categories of questions to improve the inquiry competence.