O conceito energia
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Sobre este e-book
Neste livro são discutidas evidências de aprendizagens do conceito "energia" do metabolismo celular identificadas na disciplina de Biologia do Ensino Médio a partir da interação entre professor e aluno mediada pelo LD. O entendimento de que "energia" não é algo simples nem consensual orientou o processo de análise das descrições relativas à "energia" do metabolismo celular nos LDs de Biologia do Ensino Médio, bem como as interações estabelecidas com professores e estudantes.
A triangulação dos dados permitiu reflexões sobre a significação conceitual e a necessidade de inter-relações na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, tanto na educação básica quanto na formação docente, relativas ao complexo conceito "energia" do metabolismo celular. Assim, esta obra apresenta-se com tema fundamental de discussão e reflexão, tanto para professores quanto para futuros docentes de Ciências e Biologia.
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O conceito energia - Sandra Wirzbicki
Editora Appris Ltda.
1ª Edição – Copyright© 2016 dos autores
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COMITÊ CIENTÍFICO DA COLEÇÃO ENSINO DE CIÊNCIAS
Aos familiares e amigos...próximos ou distantes,
que participam de minha caminhada formativa e profissional,
sempre incentivando e acreditando em minhas conquistas.
Apresentação
O Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) tornou o livro didático um recurso disponível para todos os estudantes da Educação Básica brasileira. A análise contínua deste material, contudo, alerta para seus avanços e seus limites na estrutura, organização, ilustração e esquema conceitual adotado, bem como para a necessidade de compreender as mediações produzidas para as aprendizagens.
Nesta obra, os estudos centraram-se nas abordagens do complexo conceito de energia
no metabolismo energético celular dos livros didáticos de Biologia para o Ensino Médio no que se refere às preocupações e consequências para a aprendizagem, em Ciências da Natureza e suas Tecnologias (CNT) particularmente, quanto à adequação dos tratamentos didáticos para a significação conceitual; isso tanto na perspectiva dos professores quanto na compreensão dos estudantes do Ensino Médio.
A complexidade do ensino de energia
pode ser remetida à visão expressa por Morin (2007) no sentido de uma busca por novas formas de conhecimento, por um conhecimento pertinente
, fundado em compreensões não segmentadas, não cerceadas aos limites de visões simplistas e fragmentadas, que levam em conta a visão de complexos sistemas de relações sistematicamente implicados.
A pretensão de compreender os processos de ensino e de aprendizagem do conceito energia
nesta obra fundamenta-se também nas concepções que orientam as Ciências, como Marques (2002, p. 11) sugere: a ideia ou a tese de que a base sobre a qual se assenta à necessária intercomplementaridade e interlocução das Ciências é a complexidade
.
No ensino escolar o conceito energia
limita-se, geralmente, ao campo de cada disciplina, sem contemplar inter-relações na área, de modo que a sensação predominante expressa a energia
da Biologia, da Química ou da Física como conceitos diferentes, sem intercomplementaridade, com a permanência de concepções simplistas entre professores e estudantes.
É uma noção cuja compreensão abrange uma complexidade de entendimentos, nem sempre reconhecida como intrínseca ao ensino de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, com decorrências que podem ser remetidas a especificidades de sentidos e significados conceituais produzidos, validados e usados no âmbito de cada uma das comunidades científicas da área. Como exemplo, no Ensino Médio (EM) percebe-se uma ampliação crescente de explicações sobre a biologia celular em livros didáticos de Biologia com tratamentos de conteúdos bioquímicos, cuja compreensão envolve graus elevados de abstração.
Essa problemática transforma-se em objeto de investigação em contextos de planejamento e execução de práticas curriculares em Ciências da Natureza no Ensino Médio, contrapondo-se a visões limitadas e fragmentadas da área, presentes na maioria dos livros didáticos de Biologia destinados a esta etapa da educação básica. Aposta-se na interação entre professores e estudantes como potencializadora às aprendizagens do conceito de energia
expressas nestes livros, que são instrumentos mediadores desse conhecimento. Defende-se que os sujeitos se constituem nas interações e, por meio dela, produzem novos conhecimentos e significações.
Nessa perspectiva, organizou-se o trabalho de pesquisa, essa essencialmente qualitativa a partir da análise dos descritores e imagens de energia
do metabolismo celular nos livros didáticos de Biologia do EM, das entrevistas com professores de Biologia do EM sobre o tema e das respostas ao questionário submetido aos estudantes do EM, bem como dos mapas conceituais elaborados por eles. Assim, o trabalho é apresentado em quatro capítulos.
No primeiro Capítulo, denominado A Problemática de Pesquisa e o Diálogo com os Teóricos
, retoma-se a presença constante de energia
na caminhada da pesquisadora e as dificuldades de compreensão deste conceito por professores e estudantes, dada a sua complexidade e necessidade de níveis elevados de abstrações e contextualizações. São contempladas as origens do tema de pesquisa e os indicativos de avanços a partir do estudo desenvolvido. Analisa-se um pouco do que já é pesquisado no Brasil sobre os LDs, potencialidades e limitações destes no ensino e na aprendizagem, e possibilidades de avanços, subsidiadas em aportes teóricos encontrados em vários autores. Apresenta-se, também, um pouco da história e da evolução das abordagens e compreensão do conceito energia
, fundamentadas em referências relacionados ao tema, na perspectiva de contribuir com as discussões sobre uma (re)contextualização didática mais adequada do referido conteúdo/conceito na área.
O primeiro capítulo é constituído, ainda, do referencial teórico usado para evidenciar a relevância da temática e aprofundar a análise dos dados levantados. A significação conceitual de energia
está embasada no referencial histórico-cultural, com ênfase na constituição da consciência dos sujeitos e o desenvolvimento da mente humana, contando com processos de apropriação de linguagens e constituição de conceitos típicos ao ensino escolar. Por fim, é feita a identificação de obstáculos epistemológicos nas abordagens de energia
que podem dificultar a formação do espírito científico.
No segundo capítulo, O Percurso Metodológico
é explicado com a utilização do estudo de caso realizado em quatro etapas: 1) o conceito energia
nos livros didáticos de Biologia do Ensino Médio; 2) entrevistas semiestruturadas com cinco professores de Biologia do EM, 3) aplicação de questionário aos estudantes e, por fim, 4) análises dos esquemas, mapas, sínteses pelos estudantes do EM.
O terceiro capítulo, intitulado O Processo de Ensino e Aprendizagem de ‘Energia’ na Biologia do Ensino Médio
, contempla as abordagens de energia em livros didáticos (descritores e imagens), as concepções de energia
dos professores e as aprendizagens dos estudantes expressas nas respostas aos questionários e esquemas-síntese. Este conjunto de dados pode ser agrupado em cinco categorias de análise construídas na pesquisa.
No capítulo 4, Conceito
Energia: Relações e Rupturas Entre Livros Didáticos, Professores e Estudantes
, apresenta-se uma síntese reflexiva do processo de pesquisa, quando se busca estabelecer aproximações e distanciamentos entre os resultados obtidos. As reflexões provocadas pela análise constituíram diálogos importantes com teóricos como, Vigotski (2001) e Bachelard (1996), na perspectiva de romper com a linearidade ainda presente no ensino-aprendizagem do metabolismo energético celular
. Defende-se um ensino conceitualmente significativo e capaz de estabelecer inter-relações na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias.
Esta etapa da pesquisa tem o objetivo de apontar como a identificação de abordagens, concepções e aprendizados simplistas de energia
, podem permitir reflexões e auxiliar nas compreensões conceitualmente significativas de energia
, e, assim, possibilitar aproximações entre a tríade: livros didáticos, professores e estudantes, na perspectiva de permitir maior significado aos conhecimentos sobre a temática em contexto escolar.
Enfim, entendo que as problematizações possibilitadas pela leitura desta obra poderão ajudar a refletir sobre os desafios que temos nos processos de ensino e aprendizagem do conceito energia
em âmbito escolar.
Prefácio
O livro O conceito energia nas interações de professores, estudantes e livros didáticos de Biologia trata-se de um percurso de pesquisa no qual a escolha do material empírico e teórico facilita a costura do texto que nos apresenta em forma de livro.
Quanto à pertinência da temática, acredito que temos clareza que o trabalho com livro didático não é recente no Brasil, tampouco em âmbito internacional, porém a perspectiva de estudos conceituais é mais recente, e, ainda, tentar estabelecer os porquês dessa forte influência dos materiais didáticos na constituição dos conceitos científicos, de energia e outros afins, é também inovador. O modo como Sandra empreendeu esforços e pesquisou a temática, aliando pesquisa documental e diagnóstica com as interações, é pouco ou nada recorrente na literatura e, assim, demonstra seu ineditismo na escolha e desenvolvimento da temática, o que nos envolve de início ao fim na leitura para que possamos compreender os avanços que a autora nos apresenta.
Também desejo elogiar a ação empreendida, pois além da complexidade da temática e do conceito, Sandra tem um cuidado especial com o desenho metodológico amplo triangulado e rigoroso, justamente por isso, a complexa teia e trabalho que teve em compor esta pesquisa, o faz merecedora de ser amplamente lida e refletida em cursos de formação de professores da área de Ciências da Natureza. Esse é outro aspecto que desejo frisar, a autora toma como exemplo o ensino de Biologia, mas atua no texto e na sua investigação sempre em caráter interdisciplinar recolocando a questão conceitual para as Ciências da Natureza: Biologia, Física e Química, e ao fazê-lo amplia a questão de discussão para o cerne dos projetos escolares que precisam ser, sobretudo, integradores e não apenas disciplinares.
Compreendo que o livro que Sandra nos apresenta é um convite a discussão dos conceitos, em Biologia e da área de Ciências da Natureza, do caráter interdisciplinar destes, da razão formativa de professores da área, bem como dos processos educativos escolares, em face da Educação Básica.
Sandra apresenta um texto que com sua escrita nos favorece a boa e agradável leitura e compreensão. O texto é bem organizado e sistematizado, pelo que também lhe confiro elogios à qualidade da discussão e sistematização do seu processo de pesquisa. Parabéns à Sandra por nos apresentar este material tão importante às reflexões formativas na Educação em Ciências, pela via conceitual, que deve ser livro de cabeceira em muitos programas de formação de professores no País, especialmente de cursos de formação inicial e continuada em Pedagogia e da área de Ciências da Natureza, pelo que vale minha recomendação. Parabéns à nossa área por ver os esforços de um programa de pós-graduação, de um processo de investigação e de uma coleção que acredita na formação de professores em Ciências. Um brinde à escritura, um brinde à leitura e outro brinde à discussão iniciada.
Prof. Dr. Roque Ismael da Costa Gülich,
UFFS, numa fria manhã do inverno de 2016.
Sumário
1
A PROBLEMÁTICA DE PESQUISA E O DIÁLOGO COM OS TEÓRICOS
1.1 Primeiras problematizações de energia
1.2 O diálogo com os teóricos
1.2.1 O Objeto Livro Didático Mediado pelos Professores e Estudantes
1.2.2 Relações escolares entre professores, estudantes e saberes
1.2.3 Os saberes da prática docente
1.2.4 Acerca de conceitos científicos, cotidianos e escolares
1.3 O conceito energia
1.4 Ensino e aprendizagem de energia
: contribuições de Vigotski e Bachelard para a análise e compreensão do processo
2
O PERCURSO METODOLÓGICO
2.1 Etapas da Pesquisa
2.1.1 Documentos: Livros Didáticos de Biologia
2.1.2 Entrevista Semiestruturada com Professores
2.1.3 Questionário aos Estudantes e Construção de Esquema Conceitual sobre as Compreensões de Energia
2.3 Métodos de Análise
3
O PROCESSO DE ENSINO E APRENDIZAGEM DE ENERGIA
DO METABOLISMO CELULAR NA BIOLOGIA DO ENSINO MÉDIO
3.1 As imagens e abordagens textuais de energia
nos LDBEMs e nas concepções de professores e estudantes do