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1 CONSTRUINDO E ANALISANDO O SISTEMA RESPIRATÓRIO Pamela Ullio Resumo: Com a finalidade de desenvolver o aprendizado por meio do diálogo reflexivo, alunos do ensino fundamental foram mobilizados a construírem em grupo um modelo do sistema respiratório. A partir de uma atividade interativa organizada pela professora, os alunos se dividiram em seis grupos, na qual providenciaram materiais que auxiliaram na realização da tarefa como: quatro canudos, quatro bexigas, uma garrafa Pet de 500 ou 600 ml e fita durex. Em todo o processo, o diálogo esteve presente, principalmente na confecção da estrutura que permitiu que reconhecessem nela os órgãos que compõem o sistema em questão e percebessem a forma e textura do mesmo. Assim compreenderam que a respiração é um movimento muscular, principalmente do diafragma, e da caixa torácica que promovem uma diferença de pressão com o meio externo. Desta forma conclui-se que a confecção de modelos do corpo humano permite o diálogo e analogias que promovem uma aproximação ao conhecimento e à relação de semelhança entre o modelo e a estrutura real. Palavras-chave: ensino de ciências; aprendizado por experimentação; sistema respiratório. Introdução: O sistema respiratório é o conjunto de órgãos que trabalham em conjunto para garantir a troca gasosa ou hematose, isto é, a entrada de oxigênio no sangue e a saída de gás carbônico, a fim de manter as funções vitais. Para que isto ocorra, o ar percorre um caminho que se inicia nas narinas, na qual imediatamente é enviado para as cavidades nasais, dois canais ocos separados por uma estrutura cartilaginosa chamada septo nasal, onde é filtrado, umidificado e aquecido. Após passar por esta estrutura é encaminhado para a faringe, um canal que se comunica com o Sistema Digestório e que o conduz à laringe, um tubo muscular formado por cartilagens e que abriga as cordas vocais, músculo responsáveis por produzir o som da voz mediante sua vibração. Em seguida é levado para traqueia, outro tubo muscular formado por estruturas cartilaginosas que se bifurcam formando os brônquios. Chegando aos brônquios é conduzido por ramificações chamadas bronquíolos atingindo 2 pequenos sacos de espessura fina, chamadas de alvéolos, onde finalmente é absorvido. Algumas destas estruturas comentadas anteriormente como brônquios, bronquíolos e alvéolos são protegidas por sacos róseos e esponjosos chamado de pulmões (LAURENCE, 2009; SANTOS et al, 2010; DEMEC, 2012). Este processo ocorre por meio de um movimento de inspiração e expiração chamado respiração, na qual envolve a caixa torácica, os músculos intercostais e o diafragma que separa a estrutura respiratória da cavidade abdominal. Esta estrutura funciona da seguinte forma: quando o diafragma se contrai, ou seja, se abaixa, o volume da caixa torácica aumenta fazendo com que a pressão interna em relação à pressão atmosférica diminua, permitindo que o ar entre no corpo e chegue até os pulmões. Já quando o referido músculo relaxa, isto é, levanta, o volume da caixa torácica diminui e a pressão desta com relação à da atmosfera é maior, liberando o gás carbônico para fora (LINHARES; GEWANDSZNAJER, 2005; PORTAL DA FUNDAÇÃO BRADESCO, 2012). Ultimamente a construção de modelos que simulam a realidade tem sido estimulada no ambiente escolar para facilitar a compreensão de conceitos científicos, para promover uma participação mais ativa do aluno no aprendizado. Este tipo de abordagem é necessária, principalmente no Ensino Fundamental. Nesta faixa de aprendizado o objetivo principal do Ensino de Ciências é auxiliar o educando a compreender o mundo em que vive e as transformações que nele ocorrem por meio da interação com os conteúdos curriculares. Esta relação por sua vez pode ocorrer, por exemplo, por meio de questões elaboradas pelo professor. (ZOMPERO; LABURU, 2011b; SATO; JUNIOR, 2006). As atividades práticas proporcionam este exercício por permitir que o aluno, através da manipulação de materiais e ferramentas, entenda com maior facilidade os conteúdos abstratos podendo desenvolver habilidades cognitivas como a capacidade de interpretar, se comunicar, refletir e interagir socialmente. Isto ocorre, por que nesta ocasião, o educando é impulsionado a elaborar hipóteses, anotar dados, analisar e discutir resultados e, quando possível, elaborar conclusões (FABIÃO DUARTE, 2005; SOARES et al, 2008; FARIAS E BANDEIRAS, 2009; HOFFMAN; SCHEID, 2009; ZÔMPERO; LABURÚ, 2010, a; ZÔMPERO et al, 2012; WILSEK E TOSIN, 2012). Atividades práticas podem ser aplicadas durante a discussão de um determinado assunto quando é lançado por um dos participantes, seja professor ou aluno, um problema cuja resposta é desconhecida dos estudantes para que, então, apoiados nos conhecimentos prévios, encontre uma solução. Através desta ação é possível promover uma reflexão das ideias relacionadas ao tema em questão e a partir das hipóteses levantadas durante o processo que ocorre por meio da análise de dados obtidos da observação de exercícios práticos ou pesquisas bibliográficas que são registrados em tabelas e desenhos são capazes de elaborar suas conclusões. Para avaliar o nível de compreensão dos conhecimentos adquiridos durante a atividade e auxiliar no processo de compreensão é comum pedir a produção de um relatório ao final do trabalho. (ZOMPERO; LABURÚ, 2011, B). 3 Em alguns momentos, na tentativa de aproximar o conceito científico da realidade do aluno, é comum o uso de analogias que são relações de semelhança entre o conceito que o aluno conhece, chamado de análogo, e aquele que ele não conhece, chamado o alvo. Pode ser utilizado por professores, mas quando ocorre de ser empregada por alunos a aproximação se torna mais fácil, pois o conhecimento que, a princípio era desconhecido, torna-se familiar, consegue reconhecer particularidades do conhecimento prévio no problema, além de estimular o pensamento abstrato (FABIÃO DUARTE, 2005; SOARES et al, 2008; FARIAS E BANDEIRAS,2009; HOFFMAN; SCHEID, 2009; ZOMPERO et al, 2012, b; WILSEK E TOSIN, 2012;). Objetivo: Trabalhar a estrutura anatômica e fisiológica do sistema respiratório de forma dialogada, tendo como instrumento de interação um modelo representativo do mesmo. Materiais e métodos: O estudo foi realizado em uma escola de ensino fundamental na cidade de Resende-RJ. Ao observar, através de estudos e da experiência no campo da docência, a necessidade do desenvolvimento de atividades que permitem o diálogo reflexivo, a professora propôs estimular esta prática em uma experiência que normalmente é realizada para facilitar a aprendizagem do sistema respiratório que é a construção de seu modelo representativo. Para isto, reuniu 30 alunos da turma de oitavo ano do Ensino Fundamental da escola em que lecionou ao longo do ano de 2012. O início da aula se deu por meio de uma breve explicação da professora sobre o tema em questão, seguida de várias perguntas sobre o processo e a importância da respiração. A turma se dividiu em seis grupos, na qual providenciaram materiais para confeccionarem uma réplica do Sistema Respiratório: um canudo, três bexigas, uma garrafa Pet de 500 ou 600 ml e fita durex. A estrutura foi feita inicialmente com um corte no fundo da garrafa. Com o auxílio de uma faca, a professora furou sua parte central e a reservou. Enquanto isto, um dos canudos guardados para a experiência foi cortado em dois pedaços de tamanhos diferentes. No pedaço maior foi feito um pequeno corte na lateralpara que o outro fosse introduzido neste orifício com o objetivo de formar uma forquilha. Nesta etapa houve a preocupação de que a passagem de ar dos canudos não fosse interrompida. Para que a armação não soltasse foi amarrada com durex. Utilizando também este mesmo material, foi fixada uma bexiga na ponta de cada canudo. Assim que ficou pronta a forquilha foi encaixada na parte de dentro da garrafa no furo feito anteriormente. Para finalizar o processo a ponta de uma bexiga foi cortada e esticaram para que a parte aberta da garrafa fosse coberta, tendo a beirada reforçada com durex para que não soltasse ao ser puxado. A estrutura pronta pode ser vista na figura 1: 4 Figura 1: imagem do modelo do sistema respiratório confeccionado pelos alunos. Após esta tarefa os alunos foram estimulados a observar o modelo e manuseá-lo. Enquanto isso, conversaram entre si sobre o mecanismo de funcionamento da estrutura, o formato e a textura do material utilizado. Para estimular a relação analógica a fim de facilitar aquisição do aprendizado a professora esteve presente em todo processo, realizando perguntas que levassem perceber algumas características presentes na estrutura confeccionada por eles e o sistema em questão como textura e formato. A partir de uma visualização concreta do assunto tratado poderia chegar a uma conclusão mais exata do objetivo da aprendizagem, tornando-o efetivo. O processo de elaboração, as impressões e as conclusões às quais chegaram após a realização da atividade foram registradas em um relatório, cuja elaboração foi orientada pelas professoras de Ciências e de Português. Além de cumprir com o currículo mínimo da disciplina de Língua Portuguesa, esta atividade é um item recomendado na aprendizagem por experimento (SOARES et al, 2008), que foi incentivada pela professora de ciências, tornando a construção do conhecimento mais efetiva. Os tópicos geralmente encontrados em relatos acadêmicos são: objetivo, materiais e métodos, resultados e discussão, além de um espaço para conclusão. Para facilitar a aproximação com o público-alvo de alunos de Ensino Fundamental, a estrutura do relatório foi adaptada, passando a incluir: data de realização, atividade realizada, material utilizado, forma de realização, resultado obtido e conclusão. Resultados e discussão: Durante a atividade percebeu-se o estabelecimento de um diálogo entre os membros dos grupos, o que permitiu uma troca de impressões e percepções e consequentemente a construção do conhecimento. O problema em questão foi o funcionamento do sistema respiratório, cuja tentativa de solução sugerida pela professora foi a confecção de um modelo do sistema respiratório. Ao propor esta prática, foi estabelecida de forma inconsciente uma analogia entre o sistema 5 confeccionado pelos alunos e o que é encontrado no corpo humano e que é visto nas imagens contidas nos livros didáticos, relacionando estas representações e favorecendo o aprendizado. Mesmo não havendo levantamento de hipóteses, foi possível na fase de observação que os alunos utilizassem os conhecimentos prévios, sendo capazes de reconhecerem que a estrutura confeccionada corresponde à representação da parte inferior do sistema respiratório, na qual a garrafa simula a caixa torácica e a bexiga fixada na parte inferior da garrafa o diafragma. Já o canudo fixado no interior da garrafa por meio de um furo central representa a traquéia e a parte bifurcada os brônquios, enquanto as bexigas fixadas na parte inferior dos canudos mostram os pulmões. Esta análise ainda permitiu que os alunos construíssem sua própria analogia, uma semelhança na textura dos órgãos do sistema Respiratório que foi percebido pelas perguntas que os alunos fizeram entre eles e à professora que foram transcritas abaixo: “Será que a traqueia é tão flexível quanto o canudo?” (Questionamento do aluno A sobre a textura do Sistema Respiratório) “Será que o nosso sistema respiratório é assim?” (Questionamento do aluno A sobre a textura do Sistema Respiratório) Para auxiliar nesta investigação a professora pediu que os alunos tocassem o corpo na altura do sistema respiratório para que ao sentir, mesmo sob a pele, a textura dos órgãos que são palpáveis como a laringe, a traqueia e a caixa torácica e pesquisassem as descrições presentes no livro didático, descobrissem alguma relação com o material que utilizaram na prática. Desta forma, ao estabelecer um paralelo entre o real e o artificial, perceberam que apesar de serem constituídos por matérias de composições moleculares diferentes, havia uma relativa semelhança na textura tais como, a flexibilidade da traqueia, encontrada no canudo, a rigidez e maleabildade da caixa torácica percebida na garrafa, a elasticidade da bexiga no diafragma. Os alunos ficaram surpresos ao perceberem que, ao puxarem a bexiga que está presa na garrafa, as que estão fixadas nos canudos no interior da garrafa ficaram cheias de ar e que as mesmas se esvaziaram, quando a bexiga presa na garrafa foi solta. A princípio sentiram dificuldade para entender o porquê disto. Para resolver esta situação a professora utilizou a explicação oral e o manuseio do objeto confeccionado por eles para mostrar que quando a borracha que está do lado de fora é puxada, a garrafa tem seu volume diminuído, consequentemente a pressão interna também diminui, permitindo que o ar entre no recipiente e encha a bexiga que está no seu interior. Já quando a borracha é solta, o recipiente volta ao seu estado normal, a pressão aumenta e o ar sai. A partir disso, perceberam que o movimento da garrafa é semelhante ao que ocorre no corpo humano. Assim chegaram à conclusão que a respiração é um movimento de diferença de pressão que ocorre entre a caixa torácica e o meio externo, cujo principal responsável é o diafragma que “puxa” o ar para o 6 interior do organismo. O pulmão apenas recebe e envia o ar para o sangue pelos alvéolos. Segundo os próprios alunos, antes de participarem desta atividade pensavam que o responsável pela respiração fosse o pulmão, por ser o receptor do ar vindo do ambiente externo. De acordo com este relato, percebe-se que a atividade tornou possível o aprendizado ao aproximar o conhecimento do aluno através do diálogo e da relação de analogia estabelecida com a estrutura real, tornando um auxiliar no ensino do corpo humano. Outro desafio que enfrentaram foi no preenchimento do relatório. Com o auxilio das professoras envolvidas, os alunos conseguiram expressar por meio de palavras e desenhos do que compreenderam da atividade vivenciada, contribuindo para a efetivação do aprendizado. Apesar das dificuldades enfrentadas durante o processo, percebeu-se que os alunos obtiveram progresso em lidar com assunto em sala de aula, seja na forma de exercício, ou de discussões em torno do funcionamento do sistema respiratório. Os mesmos manifestaram satisfação com a forma em que o conteúdo foi apresentado, pois vivenciaram na prática, o que geralmente era visto na teoria. Conclusão: Analisando a potencialidade das atividades práticas e do ensino por analogia para a construção do conhecimento, conclui-se que a aplicação destas técnicas através da confecção de estruturas do corpo humano é valida por permitir que abra no cotidiano escolar um espaço para o diálogo. Isto ocorre porque ao realizar as atividades citadas com os alunos, há uma aproximação deles com o conhecimento e o estabelecimento de uma relaçãode semelhança entre o modelo e a estrutura real. Ao longo deste processo o diálogo se viabiliza, porque durante a elaboração e manuseio da estrutura há um processo de reflexão em que as impressões são compartilhadas entre os educandos e o educador, tornando o aprendizado efetivo. Para isto é indispensável a postura mediadora do professor. 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E-mail: bethpam@hotmail.com 8 Building and analyzing the respiratory system Abstract In order to promote learning through reflexive dialogue, a group of 8th grade Brazilian students in Brazil built a model of the pulmonary system using four straws, four balloons, one PET bottle of 500 or 600 mL and adhesive tape. Through an interactive exercise organized by the teacher, the students were divided in six groups in order to build and discuss a model that permitted them to recognize the organs that compose this system as well as their form and texture. Students understood that respiration is a movement of muscles, specifically the diaphragm and the thoracic cavity, that involves differences of pressure. Our conclusion is that the confection of models of the human body allows dialogue and use of analogies that makes knowledge more familiar and establishes relationships between models and real structures. Key words: science learning; experimental learning; respiratory system.