Atividades Laboratoriais no ensino das Ciências: Quando e como utilizar para promover uma aprendizagem eficaz

Palavras-chave: ensino das ciências,design instrucional,atividades laboratoriais,teoria da sobrecarga cognitiva,arquitetura cognitiva humana,science teaching,cognitive load theory,instructional design,human cognitive arquitecture,laboratory activities

A aprendizagem baseada na resolução de problemas assume uma grande importância nos documentos de referência para o ensino das ciências experimentais em Portugal (Aprendizagens Essenciais e Perfil do Aluno à Saída da Escolaridade Obrigatória), que favorecem as metodologias de ensino de base construtivista e valorizam a implementação do trabalho laboratorial em contexto de sala de aula. Contudo, a Teoria da Sobrecarga Cognitiva preconiza que a instrução direta favorece a aprendizagem em alunos iniciantes, ao contrário das estratégias baseadas na descoberta. Neste trabalho, tivemos como objetivo obter dados que nos permitam identificar a melhor forma de utilizar o trabalho prático laboratorial em contexto de sala de aula. Pretendeu-se saber se o ensino das ciências é mais eficaz partindo das atividades práticas (numa lógica construtivista de aprendizagem por descoberta) ou de uma instrução liderada pelo professor e posteriormente desenvolvida em contexto laboratorial (aprendizagem por instrução direta, suportada por teorias como a da sobrecarga cognitiva). Pretendemos também testar se as atividades práticas contribuem de forma mais eficaz para a realização das aprendizagens se forem baseadas em instruções ou se aplicadas de forma mais livre pelos alunos, numa lógica de investigação orientada para a resolução de problemas. Realizou-se assim um estudo quase experimental, em contexto escolar real (em turmas reais e respeitando as planificações da disciplina de Ciências Naturais) que teve como variáveis em estudo o momento de realização da atividade laboratorial relativamente à apresentação/ discussão de conceitos/princípios (antes e depois) e o grau de instrução dado aos alunos na realização das atividades experimentais. A todos os alunos foi apresentada uma situação-problema, devidamente enquadrada no currículo da disciplina de Ciências Naturais (9º ano), tendo sido convidados a encontrar a resposta para a mesma com base numa atividade laboratorial.  Foram constituídas quatro condições experimentais: 1) os alunos não receberam instrução prévia, planificaram (com base em material de pesquisa fornecido) e executaram a atividade laboratorial; 2) os alunos receberam instrução prévia sobre estratégia de controlo de variáveis (ECV), planificaram (também com base em material fornecido) e executaram a atividade laboratorial; 3) os alunos não receberam qualquer tipo de instrução prévia, mas foi-lhes fornecido e devidamente explicado o protocolo experimental que deveriam executar; 4) os alunos receberam instrução prévia a respeito dos conceitos que se pretendia que adquirissem, receberam o protocolo já elaborado, que também lhes foi explicado. Neste último caso, a atividade laboratorial foi usada como forma de consolidação dos conceitos administrados. Foi realizado um pré e um pós teste para verificar a evolução das aprendizagens dos alunos.  Verificámos que um maior grau de instrução (apoio) favorece a aprendizagem (de acordo com o preconizado na Teoria da Sobrecarga Cognitiva), sendo a instrução direta mais eficaz em alunos com menos pré-requisitos. Concluímos assim que as atividades laboratoriais permitem uma aprendizagem mais significativa quando utilizadas como forma de consolidação de conhecimento e que a instrução prévia é fundamental para que os alunos possam dar significado aos resultados da investigação por eles realizada.

Área científica: Ciências Sociais