Puzzle de Investigação

Atividades:
Puzzle de Investigação
Nivel de ensino: 9º, 10º, 11º e 12º
Duração: 30 min de preparação + 30 minutos de atividade
Figura 1- Esquema acerca do processo de investigação
Objetivos:
Compreender como se desenvolve um projeto de investigação.
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Levar os alunos a discutir e a refletir acerca das etapas inerentes à investigação, da relação
entre elas.
Discutir “o método cientifico “ de forma crítica
Materiais:
• Peças do puzzle
• Tesoura
• Saco/envelopes
Preparação (30 min):
Imprimir vários conjuntos da figura 1. Recortar os balões, as setas e as perguntas.
Colocar nos envelopes as peças correspondentes a um conjunto. Recomenda-se que
plastifique as peças.
Procedimento:
1. Comece por perguntar aos alunos o que acham que faz um cientista.
2. Registe as suas respostas ou palavras/frases chave no quadro.
3. Mostre aos alunos a seguinte lista (a lista deve estar desordenada
propositadamente):
 Fazem observações
 Recolhem dados
 Analisam os dados
 Fazem previsões
 Constroem teorias e explicações
 Planificam e conduzem experiências
 Trabalham em equipa
 Publicam os resultados da investigação
4. Compare a lista com as respostas deles
5. Divida os alunos em grupos.
6. Distribua um conjunto de peças por cada grupo.
7. Peça aos alunos para construam o puzzle de acordo com a maneira que para
eles se deve desenrolar um processo científico.
8. Verifique quais os grupos que têm propostas diferentes e peça-lhes para
explicar aos restantes grupos o porquê da sua ordem.
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9. Tentar chegar a um consenso da turma.
10. Mostrar o esquema final e explicá-lo aos alunos.
Lidar com as propostas dos alunos:
Os alunos vão mostrar vários esquemas (ver fig. 2 e 3), uns circulares e outros
lineares. Ir perguntando aos alunos o porquê da sua construção.
Explicar sempre que um esquema deve ser o reflexo exato e claro daquilo que eles
pensam.
Explicar que a investigação raramente é linear.
Os alunos vão perguntar se precisam usar as peças todas. Dizer para construir de
maneira a que o esquema tenha clareza para os alunos independentemente das
peças que utilizem.
Reflexão:
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A ciência é um processo linear? Ou todos os passos estão interligados?
Deve-se primeiro planear ou pesquisar?
Como se forma um problema e uma hipótese de investigação?
Como se comunica a ciência? Quais as diferenças entre a linguagem comum e
a linguagem científica?
Qual a diferença entre publicação cientifica e divulgação cientifica?
As teorias científicas são eternas ou podem ser alteradas?
Para que servem os congressos científicos?
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Figura 2- Exemplo de esquema conceptual de “investigação cientifica” defendido por alunos do
secundário – modelo linear
Figura 3- Exemplos de de esquema conceptual de “investigação cientifica” defendido por
alunos do secundário – modelos circulares
“Copos de Som”
Nivel de ensino: 9º, 10º, 11º e 12º
Duração: 60 minutos de preparação + 45 minutos de atividade
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Os copos de plástico são excelentes câmaras de ressonância, permitindo que objetos
simples possam produzir um som misterioso. Apenas através de observações
cuidadosas os alunos serão capazes de construir copos de som a condizer. Podem
conseguir produzir um som correspondente utilizando objetos diferentes daqueles que
constam nos copos originais.
Objetivo
Refletir acerca do processo de investigação científica. Compreender a diferença
entre evidência e inferência, compreender a validade dos modelos e teorias
científicas. Meljhorar a noção acerca da natureza da ciência e da investigação
científica
Materiais:
• Copos plásticos opacos (3 por aluno)
• Fita-cola
• Pequenos objetos para colocar dentro dos copos (Por exemplo: papel, clips, moedas,
alfinetes, berlindes, elásticos, cordéis, bolas de algodão, cotonetes, anilhas, copos
menores)
• Uma bandeja para cada mesa
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Preparação (60 min):
Opte pela forma como pretende que os alunos trabalhem, em pares ou em grupo. Se
optar pelo trabalho de pares, precisa de preparar 2 conjuntos idênticos de um único
tipo de som - por exemplo, fazer 2 pares de copos contendo palhinhas, 2 pares de
copos contendo uma moeda, 2 pares de copos contendo anilhas, etc. Se optar pelo
trabalho de grupo (4 elementos), precisa organizar quatro conjuntos idênticos de um
único tipo de som - por exemplo, fazer quatro pares de copos contendo palhinhas, etc.
Coloque o(s) objeto(s) num copo, coloque por cima outro copo com o fundo virado
para cima e feche (una os copos) com fita-cola. Prepare outro conjunto exatamente
igual (com o mesmo tipo de som) antes de começar a preparar copos com tipos de
sons diferentes. Enquanto prepara os copos de som, vá colocando, em cada bandeja,
os exemplos dos objetos que utilizou. Prepare um “copo de som” para cada aluno.
Procedimento:
1. Distribua um “copo de som” a cada aluno. Peça aos alunos para ouvirem
atentamente e, em seguida, para encontrarem o colega que tem um copo que
pareça emitir o mesmo som. Pode optar pela realização da primeira parte da
atividade em silêncio.
2. Peça aos alunos para ouvirem os sons uns dos outros, e sentarem-se com o
colega que eles julgam que tem um copo que produz o mesmo som.
3. Logo que os alunos encontrem os seus pares irão trabalhar em conjunto para
tentar construir um copo com som idêntico. Para esse fim utilizarão os
materiais fornecidos nas bandejas. Coloque uma bandeja de materiais em cada
mesa (ou em várias estações de trabalho). Os alunos podem falar entre eles
mas não podem abrir os copos originais.
4. Assim que os alunos terminem de construir o novo “copo de som”, cada par
deve apresentar o seu trabalho. Devem demonstrar o som dos copos originais,
falar sobre a perceção que tiveram e como decidiram fazer o “copo de som”
que combinava com o original. É importante que os alunos partilhem o
processo de pensamento que desenvolveram até à tomada de decisão e é útil
que os grupos questionem quem apresenta.
5. À medida que cada par for apresentando a sua exposição, faça uma lista das
palavras utilizadas pelos alunos para descrever o processo que os levou a
demonstrar os sons ( testar, experimentar, evidência, inferência, dúvida,
validar- são algumas das palavras que devem surgir).
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Lidar com as propostas dos alunos:
Os alunos vão querer saber se "está certo". Em ciência, muitas vezes, não somos
capazes de apelar a uma autoridade superior e temos de confiar nas nossas
observações e experiências para dar resposta às questões. Isto pode ser frustrante
para os alunos mas é importante salientar esta questão essencial do processo
científico. Isto significa que no final, não se deve abrir os copos. Só assim
compreenderam a diferença entre inferência e evidencia.
Reflexão:
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Os pares têm sons similares? Conseguiste encontrar alguém cujo copo soa
como o teu? Que observações fizeste para chegar ao teu par? Porquê?
Como soa o copo construído pelo par em comparação com o copo fornecido
inicialmente? O que te levou a construir essa teoria?
O que é que esse som faz lembrar? Descreve a forma como construíste o copo
com o som similar? Quais foram as tuas experiências para chegares a esse
copo? O que observaste?
Qual foi o material que funcionou? Que observações apoiam a tua teoria?
Como poderias provar a tua teoria? Que métodos usarias para inferir ou validar
as tuas hipóteses? Ex: balança para comparar peso, aparelho de raio X para
determinar a forma do(s) objetos.
“Peças do Puzzle”
Nivel de ensino: 9º, 10º, 11º e 12º
Duração: 45 min
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Figura 1- Exemplo de Imagem para esta atividade
Objetivos:
Esta atividade é demonstrativa da importância de se obter uma grande quantidade de
dados e da partilha de resultados entre a comunidade científica.
Materiais:
• Uma imagem, que pode ser uma fotografia de uma paisagem, de um animal, de uma
pessoa, ou de outro objeto real
• Tesouras, 8 envelopes e 1 lápis
Preparação (30-40 minutos)
Corte a imagem em oito retângulos iguais (conforme figura 1). Corte cada uma das
secções retangulares em pelo menos 20 partes de forma aleatória. Adicione o número
da secção (1-8) na parte de trás de cada peça e coloque as peças dentro de um
envelope. Escreva no envelope o número correspondente.
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Procedimento:
1. Divida a turmas em oito grupos de investigadores. Diga a cada grupo que
agora fazem parte de uma equipa de investigação.
2. Cada equipa recebe um envelope e cada envelope contém apenas uma parte
da imagem.
3. A cada equipa será permitido retirar 5 peças do envelope e observá-las com
muito cuidado. Cada grupo deve então tentar descobrir o que estará
representado na imagem. Devem registar a proposta e explicar quais os fatores
que lhes permitem justificar a previsão que apresentam.
4. Terminada esta fase, devem retirar mais 5 peças do envelope. Agora, a equipa
tem 10 peças para examinar. Será que pretendem mudar a proposta inicial ou
acrescentar mais detalhes? Mais uma vez, devem registar e explicar quais os
fatores que permitem justificar esta nova previsão.
5. Por fim, permita que as equipas retirem mais 3 peças do envelope e que
apresentem a última previsão.
6. Cada um dos 8 grupos faz uma apresentação oral, explicando o que julgam
que a imagem pode representar e quais os fatores que os levaram a considerar
essa possibilidade.
7. Após a visualização de todas as peças, que todas as equipas retiraram dos
envelopes, devem reformular a resposta final.
Reflexão:
A análise que fizeste dos fragmentos da imagem fez-te pensar e criar uma hipótese?
As observações que fizeste ajudaram-te a criar novas teorias ou a consolidar a que já
tinhas?
As tuas conclusões foram inferidas apartir das tuas observações?
Os resultados e as teorias que os outros grupos apresentaram ajudaram-te a
completar a tua teoria? Concordaste com todas as observações deles? As suas
teorias mereciam críticas?
Ao realizares este atividade por que etapas do processo de investigação passaste?
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A ciência é um quebra-cabeças
Nivel de ensino: 10º, 11º e 12º
Articulação Curricular: Aspetos sobre a atividade de investigação científica, sobre a
natureza da construção do conhecimento científico e sobre a ciência enquanto
empreendimento humano.
Duração: 45 min
Figura 1. – A solução final com todas as peças do “puzzle”
Figura 2 – A primeira solução final (sem o quadrado).
Objetivos:
Esta atividade direcionada para alunos do secundário promove a reflexão acerca da
natureza da ciência e também mostra a importância dos estudantes serem
participantes ativos no processo de aprendizagem.
Materiais:
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
Impressão da figura 1 em cartolina ou papel grosso em número suficiente para
os alunos trabalharem individualmente.
Tesoura
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Procedimento: Dar a cada aluno as peças do “puzzle” com excepção do quadrado
assinalado com o círculo.
1. Peça aos alunos para juntarem as peças de forma a fazerem um
quadrado.
2. Enquanto tentam juntar as peças pode explicar-lhes que cada peça do
puzzle representa um dado e/ou um conjunto de dados científicos e que
o seu conjunto (o quadrado final) representa um modelo científico ou
um resultado científico.
3. Quando os alunos conseguirem chegar à solução final (figura 2),
distribua o quadrado assinalado com o círculo e peça para eles
refazerem o quadrado incorporando essa peça. Deve referir que essa
peça representa uma nova descoberta científica.
4. Provavelmente nesta etapa, alguns dos alunos terão dificuldade em
arranjar uma solução ou tenderão a refazer o quadrado inicial.
Encoraje-os nessa fase a trabalharem em grupos pequenos para
conseguirem chegar à solução (figura 1).
Questões para reflexão durante esta atividade:
Esta atividade permite a reflexão acerca das características inerentes ao processo de
experimentação na investigação científica:
Pode sugerir aos alunos que discutam as semelhanças entre a construção do puzzle e
“fazer” ciência.
A experimentação, a tentativa e erro são etapas comuns durante a investigação
científica e que muitas vezes provocam reações de frustração e irritação nos
cientistas (estas etapas e reações foram experimentadas durante a atividade de
construção do puzzle). Por outro lado, quando se alcança uma solução plausível, o
desafio é atingido, tal como o que os alunos sentiram durante a atividade.
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Informação adicional:
A reflexão acerca da natureza da ciência:
1. Criatividade
2. Colaboração entre pares
3. Teoria e modelo científico
4. Natureza empírica da ciência, natureza tentativa do conhecimento
(experimentação, tentativa e erro)
Com esta atividade criamos condições para que os alunos sejam criativos e
propiciamos uma atmosfera propícia para que os alunos não tenham receio de tentar e
de errar, de experimentar (natureza empírica e tentativa do conhecimento científico),
de partilhar (colaboração entre pares) e de refletir. Ações comuns durante o processo
de investigação científica.
Por outro lado, quando pedimos para acrescentar uma peça (um novo dado científico,
uma nova evidência) os alunos vão “desfazer” o modelo teórico (a que tinham chegado
com os dados iniciais) e vão ter que construir um modelo distinto por causa da nova
evidência. Isto significa que os novos dados podem originar novos modelos e
consequentemente novas teorias (o conhecimento científico é modificado à luz de
novas evidências).
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