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Introdução A Química, ciência que estuda as substâncias e suas transformações, é a parte integrante das ciências naturas, cujo desenvolvimento é caracterizado por uma articulação que a teoria e a prática, a parte teórica proporciona aos alunos conhecimento sobre as teorias e as leis fundamentais permitindo que estes façam uma correta utilização destas na resolução de problemas práticos e na explicação dos fenómenos que ocorre na natureza, neste caso o uso de método experimental é indispensável. O método experimental é um método de estudo dos fenómenos no qual o Homem intervém activamente o decorrer dos acontecimentos tendo em conta o objectivo da observação exacta dos fenómenos, assim é o método mais recomendado no PEA. Objectivos Geral: Compreender o método experimental. Específicos: Descrever as características do método experimental; Identificar as vantagens e desvantagens das experiências de demostração pelo professor; Explicar processo de aquisição de conhecimento através da realização das experiências; Explicar as diversas formas de organização do trabalho dos alunos na actividade experimental; Conhecer as formas de avaliação do trabalho dos alunos na actividade experimental; Descrever o papel das experiências no ensino de química. ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO ENSINO Muitas razões são dadas ao uso de atividades experimentais no ensino: motivação, ver na prática o que se aprende na teoria, melhora da aprendizagem, dentre outras. Diversas pesquisas têm sido feitas a respeito do uso dessas atividades no ensino. Faremos uma revisão na literatura a respeito do que dizem alguns estudiosos no assunto. O ensino de Química, centrado nos conceitos científicos, sem incluir situações reais, torna a disciplina desmotivante para o aluno. Nesse sentido, a atividade experimental no ensino da Ciência, e em Química, é confirmada como uma importante ferramenta pedagógica, apropriada para despertar o interesse dos alunos, cativá-los para os temas propostos pelos professores e ampliar a capacidade para o aprendizado, ou seja, a atividade experimental é uma parte essencial para o ensino de química (ABRAHAM et al., 1997). Para Séré (2002a), os experimentos favorecem a instauração de uma ligação entre o mundo dos objetos, o mundo dos conceitos, leis e teorias e o das linguagens simbólicas. Ela destaca também três tipos de objetivos para a atividade prática: conceitual, epistemológico e procedimental. No objetivo conceitual, a teoria é usada para dar base às atividades experimentais. A teoria serve a prática e a prática oferece suporte para que a teoria seja revista e aprendida. Nesse sentido, Hodson (1988) afirma que a teoria e o experimento apresentam interatividade e interdependência de forma que o experimento auxilia a elaboração da teoria e a teoria determina o modo como devem e podem ser levados os experimentos. No objetivo epistemológico, a atividade experimental propicia aos alunos situações que os levem a adquirir uma percepção do uso da teoria em termos de escolha e questionamento de dados experimentais relevantes, aprimoramento da observação e das medidas. O objetivo procedimental trabalha com a questão da escolha do método, de decidir trabalhar ou não em grupo, escolher parâmetros, julgar resultados, ou seja, permitem aos estudantes se aprimorarem em termos de decisões que envolvam planejamento do experimento e aprimoramento na maneira de obter dados, evitando a passividade. Esses objetivos aparecem unidos e dependentes uns dos outros. A atividade experimental, sendo trabalhada no conjunto, propicia autonomia e iniciativa na aquisição de procedimentos e métodos que permitem resolver os problemas conceituais que aparecerem (SÈRÉ, 2002b). Hodson (1994a) agrupa cinco categorias gerais de objetivos citados pelos professores para o uso de experimentos. São elas: Para motivar; Para ensinar as técnicas de laboratório (aquisição de habilidades); Para aprender conhecimentos científicos; Para aprender sobre o método científico e desenvolver a habilidade em sua utilização; Para desenvolver determinadas atitudes científicas. Conceito do método experimental O método experimental é uma prova das hipóteses através da realização de experiências; é um método científico da verificação ou falsificação das hipóteses. Características do método experimental Faz a unidade das capacidades manuais e intelectuais; Serve para obter conhecimento sobre a pratica e também serve para a revisão dos conhecimentos adquiridos; É um método de estudo dos fenómenos no qual o Homem intervém activamente o decorrer dos acontecimentos tendo em conta o objectivo da observação exacta dos fenómenos; Investigador utilizará todos os meios de trabalho no momento do processo abstracção, seleccionando aqueles problemas de interesse para a sua actividade; Pretende escrever as regularidades de uma forma pura. Limitações e potencialidades do método experimental As limitações do método experimental, referem-se aos problemas que os pesquisadores no geral, e os intervenientes no PEA em particular podem encontrar durante a utilização deste método, as desvantagens que ele possui. As potencialidades do método experimental, referem-se aos aspectos que tornam este método um grande impulsionador do PEA, as suas grandes vantagens. Limitações do método experimental As condições laboratoriais em que as experiências são feitas tendem a produzir respostas falaciadas. Neste sentido, as generalizações das conclusões obtidas com este método são alvo de grandes críticas; A dificuldade de isolar a variável independente; A dificuldade de neutralizar os efeitos do experimentador. Potencialidades do método experimental O método experimental apesar das suas limitações apresentam varias potencialidades que lhe permite ser um dos métodos mais recomendados no PEA. Esta directamente ligado a actividade experimental em que são realizadas as experiências químicas para certificação de hipóteses científicas e a ligação de teoria e prática: A actividade experimental permite estabelecer a ligação entre as habilidades manuais e intelectuais do aluno com muita eficácia; Permite a melhor assimilação dos conteúdos científicos devido a possibilidade existente na interpretação dos fenómenos observados na prática; A actividade experimental permite a construção de conhecimento de forma activa; Permite o desenevoamento de capacidades manuais, habilidades e atitudes positivas para a ciência química. Processo de aquisição de conhecimento pela actividade experimental A actividade experimental desempenha um papel muito importante no processo de aquisição e construção de conhecimento pelo facto de permitir a observação e análise dos fenómenos no mundo real, fenómenos químicos que o modo como eles se processa na realidade. Para o professor é muito importante saber como é que o processo de construção de conhecimento elevado a cabo através da realização de experiências. Neste caso, a realização de uma experiência pode permitir que a matéria que está sendo mediada pelo professor seja compreendida de forma eficaz dos seus alunos. Organização do trabalho do aluno na actividade experimental A organização do trabalho nas actividades experimentais contribui para uma melhor assimilação dos conteúdos por parte dos alunos. Porém, esta organização é, muitas vezes, dificultada pelas condições encontradas nas escolas como superlotação das salas de aulas, falta de reagentes, falta de material laboratorial apropriado. A organização de trabalho dos alunos deve ter em conta todos os factores interveio no PEA. O aluno, as condições da sala, os objectivos preconizados, os conteúdos de ensino, as funções didácticas, e tudo que possa influenciar nos resultados de aprendizagem. A actividade experimental faz parte de umconjunto de actividades denominados trabalhos práticos. O trabalho prático engloba: O trabalho laboratorial: refere se a todo trabalho que requer a utilização de material de laboratório mais ou menos convencional. Pode ser realizado no laboratório ou mesmo na sala de aulas; Trabalho de campo: refere se ao trabalho realizado ao ar livre; Actividades de resolução de problema, pesquisa: Quando o trabalho laboratorial engloba a manipulação de varáveis de estudo passa a chamar-se de actividade laboratorial do tipo experimental. Exigências param a realização das experiências de demostração pelo professor: O professor deve utilizar aparelho e instrumentos que possuam um tamanho aceitável que dê o efeito de demostração, de modo a permitir que os alunos possam observar, desenhar, colocar duvidas elaborarem um relatório sobre a aula que se for necessário; O arranjo dos aparelhos e dos instrumentos deve ser distinto para permitir que todos os alunos possam acompanhar de perto o decorrer da experiencia; O professor deve examinar cada experiência antes de aula prevista, utilizando as mesmas quantidades das substâncias e mesmos aparelhos que vai colocar em frente dos alunos, para evitar situações de perigos e resultados secundários desconhecidos. Vantagens das experiências de demostração Poupa o tempo; Todos alunos percebem ao mesmo tempo os mesmos efeitos; O professor pode dirigir facilmente atenção dos alunos; Professor pode realizar experiências que possuem o carácter perigoso; Os alunos observam simultaneamente ( discutam o mesmo caso). Desvantagens das experiencias de demostração Exigências gerais param a realização das experiências dos alunos As experiencias devem ser fáceis de realizar; Os alunos devem aprender a manusear rapidamente os aparelhos; Os alunos não podem realizam experiências com substâncias venenosas e perigosas ou ainda que podem explodirem; A montagem dos aparelhos não deve levar muito tempo. Vantagens da experiência do aluno O aluno percebe muito bem a matéria quando obtém pessoalmente; O aluno constrói o conhecimento; O aluno prepara a aula. Desvantagens da experiência do aluno A experiencia leva mito tempo para a sua realização; Avaliação do trabalho dos alunos nas actividades experimental A avaliação nas actividades experimentais pode ser feita em relação aos conhecimentos teóricos que o aluno possui sobre um determinado procedimento experimental ou em relação as suas habilidades em relação aos procedimentos experimentais sendo esta a principal diferencia em relação avaliação do outro tipo de actividade no PEA. Técnicas e instrumentos de avaliação As técnicas de avaliação de actividades experimentais são as seguintes: A observação, o inquérito, a documentação. Para cada técnica existe os respectivos instrumentos de avaliação. Técnicas e respectivos instrumentos de avaliação para actividades experimentais Técnicas, instrumentos Observação, grelha de observação, lista de observação, inquérito, teste escrito, questionário, entrevista, analise de documentos, portfolio, relatório, ficha de auto avaliação. Conceito de experiência Do latim experientia, experiência é a ação e o efeito de experimentar (realizar ações destinadas a descobrir ou comprovar determinados fenómenos). O procedimento é bastante habitual no âmbito dos trabalhos científicos com o propósito de averiguar uma hipótese. A realização de uma experiência implica a manipulação de diferentes variáveis que, segundo presumem os cientistas, constituem a causa do fenómeno que se pretende confirmar. Graças às experiências, as teorias tendem a encontrar apoio fáctico e explicações causais. A base de uma experiência reside na manipulação das variáveis consideradas relevantes, no controlo das variáveis estranhas e na randomização das restantes. No entanto, as experiências adquirem características bastante diferentes de acordo com cada ciência. A tarefa de um especialista em química difere da experiência que possa realizar um sociólogo, por exemplo. O resultado de uma experiência fornece validade (ou não) a uma teoria. Cada vez que a experiência é replicada (reproduzida) por outros cientistas e que se obtêm os mesmos resultados, essa validade é reforçada. Cabe destacar que, por mais que as experiências sejam atrativas para muitas pessoas que tenham curiosidade e que desejem descobrir coisas novas, algumas delas só podem ser realizadas por peritos e em lugares apropriados. Determinadas substâncias podem ser perigosas se forem manipuladas por mãos inexperientes. Apesar desta exceção, os educadores tendem a salientar que é bom que as crianças e os estudantes experimentem aquilo que estudam para desenvolverem os seus conhecimentos. Havendo uma abordagem direta com o objeto de estudo, a formação é mais completa e proveitosa. A experiência, no âmbito das empresas, é muito importante e faz com que um profissional consiga realizar uma tarefa sem muitas complicações, de maneira efetiva e ainda ensinar aos demais. Por outro lado, a experiência pessoal trata-se daquilo que uma pessoa vivencia, passando a entender por si mesma sobre algo, a entender o sentido de uma determinada coisa. Método experimental Perspectiva naturalista A falta de rigor e objetividade do método introspectivo e o sucesso do método experimental nas ciências da natureza conduziram muitos psicólogos (desejosos de dar credibilidade científica à psicologia) para o campo da investigação experimental. Atualmente o método experimental é o mais utilizado pelos psicólogos, praticando nas suas investigações a chamada experimentação, significando isso que a validade científica de uma conjetura, de uma explicação, tem de ser sempre posta á prova, experimentada para ver se realmente se é confirmada ou negada. A definição do método experimental em psicologia pode ser esta: “O método experimental é uma forma de investigação na qual, orientado por uma hipótese explicativa, o investigador manipula, em condições cuidadosamente controladas, uma determinada variável e observa se alguma alteração acontece numa outra variável”. O método experimental e, segundo muitos psicólogos, a única forma de investigação que nos permite estabelecer uma relação causa-efeito entre acontecimentos, isto é, explicar um fato através de outro. O método experimental engloba um conjunto de procedimentos científicos de controlo experimental e verificação empírica, de forma a extrair conclusões rigorosas. O método experimental envolve vários conceitos: Variável – característica (fator ou dado da realidade) que, numa experiência, é observada, medida, controlada ou manipulada, e que pode ter vários valores. Variável independente – variável que, numa experiência, é manipulada (isto é, alterada) pelo investigador, para verificar os seus efeitos no comportamento que se está a observar (variável dependente). É a possível causa do comportamento que se pretende explicar. Variável dependente – variável que adquire valores diferentes conforme as alterações feitas na variável independente. É o que o investigador pretende analisar. Variável externa – variável que o investigador não controlou (e portanto é externa à experiência) e que pode afetar os resultados. Também é conhecida como variável parasita. Grupo experimental – conjunto de sujeitos (pessoas que são alvo do estudo) que é submetido às alterações na(s) variável(eis) independente(s). Grupo de controle – conjunto de sujeitos que também são alvo do estudo, mas que não são submetidos às alterações na variável independente. O grupo de controle existe para se poder analisar os efeitos da variável independente no grupo experimental. Amostra significativa – diz-se que uma amostra (grupo de pessoas que é submetido à experiência) é significativa quando reflecte bem (em número e características)a população total que se pretende estudar. O método experimental correspondeu a uma necessidade de assegurar o carácter de ciência objetiva e rigorosa, seguindo o modelo das ciências da natureza. Etapas do método experimental: Formulação do problema: o primeiro passo para qualquer investigação é identificar e formular o problema a estudar e atentar resolver. Enunciado da hipótese: Uma hipótese, em psicologia, é uma proposição acerca do comportamento ou dos processos mentais que será submetida a exame experimental. A hipótese está associada à observação; é a explicação possível que o investigador procura para explicar os factos. A hipótese é uma explicação possível em que o investigador procura estabelecer uma relação causa-efeitoentre dois tipos de factos. A hipótese experimental deve ser adequada ao problema, verosímil e verificável. É o momento em que a criatividade do experimentador é essencial para a possível resolução do problema. Experimentação A experimentação consiste num conjunto de observações realizadas em condições controladas com o objetivo de testar a validade da hipótese. Controle e manipulação das variáveis: criação de condições para testar a relação imaginada na hipótese entre a variável independente (manipulada) e a variável dependente (resultado observado) Registo de observações: obtenção dos dados/resultados através de observações e medições rigorosas da variável dependente Generalização dos resultados – o investigador generaliza o que verificou num número limitado de indivíduos (amostra) a toda a população a que se refere a investigação. Generalização das conclusões Depois de submeter os dados recolhidos a tratamento estatístico, segue-se a última etapa do método experimental que é a generalização dos resultados. O investigador generaliza o que verificou num número limitado de indivíduos (a amostra) a toda a população a que se refere a investigação. No entanto, nas ciências humanas e sociais, especialmente na psicologia, a generalização deve ser feita com rigor e prudência. Vantagens do método experimental A investigação experimental desenrola-se, na maior parte dos casos, em ambiente laboratorial. Deste modo, são várias as vantagens reconhecidas pelos investigadores: O estabelecimento de relações causais – muitos investigadores consideram que o método tem a seu favor, no confronto com outros métodos, é permitir estabelecer relações de causa e efeito. A replicação dos procedimentos (replicabilidade) – a investigação experimental, laboratorialmente bem conduzida, permite a possibilidade de os procedimentos serem repetidos ou replicados por outro experimentador. O controlo das variáveis estranhas ou parasitas – o controlo das variáveis cuja interferência nos resultados se quer evitar é mais fácil no laboratório. O uso de tecnologia sofisticada – o laboratório é normalmente o único contexto em que equipamento técnico pode ser utilizado Generalização de resultados – o método experimental é o único método que possibilita uma generalização de resultados relativamente mais fiável. Criticas e limitações da aplicação do método experimental: O método experimental apresenta limitações na sua aplicação em psicologia: Dificuldade em isolar as variáveis que interferem no comportamento. Dificuldade em controlar as atitudes e expectativas dos sujeitos Dificuldade em neutralizar os efeitos do experimentador
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