Resolução de problemas

Resolução de problemas

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Universidade do Minho Instituto de Educação e Psicologia

Isménia Maria Gomes Loureiro

A Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas e a formulação de questões a partir de contextos problemáticos: Um estudo com professores e alunos de Física e Química

Janeiro de 2008

Universidade do Minho Instituto de Educação e Psicologia

Isménia Maria Gomes Loureiro

A Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas e a formulação de questões a partir de contextos problemáticos: Um estudo com professores e alunos de Física e Química

Dissertação de Mestrado em Educação Área de Especialização em Supervisão Pedagógica em Ensino das Ciências

Trabalho realizado sob a orientação da Professora Doutora Laurinda Leite

Janeiro de 2008

Nome: Isménia Maria Gomes Loureiro

Endereço Electrónico: ismenialoureiro@sapo.pt

Número do Bilhete de Identidade: 12158912

Título da Dissertação: A Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas e a formulação de questões a partir de contextos problemáticos: Um estudo com professores e alunos de Física e Química

Orientadora: Professora Doutora Laurinda Leite

Ano de Conclusão: 2008

Designação do Mestrado: Mestrado em Educação, Área de Especialização em Supervisão Pedagógica em Ensino das Ciências

A realização desta investigação deve-se à participação de muitas pessoas que contribuíram com os seus conhecimentos e experiências. Assim, nesta recta final, não poderia deixar de exprimir o meu apreço e gratidão a todos os que, de uma forma decisiva, contribuíram para o seu desenvolvimento.

À Professora Doutora Laurinda Leite, por toda a sua dedicação, pelo incentivo, pela total disponibilidade sempre demonstrada, pelas suas sugestões sempre tão pertinentes, pelos seus ensinamentos e, principalmente, pela generosidade e carinho com que sempre me apoiou.

Aos especialistas em Educação em Ciências, professores e alunos que colaboraram na validação do questionário.

Aos alunos e professores que aceitaram participar neste estudo, pela sua disponibilidade e colaboração.

Ao Helder pela compreensão, amor, incentivo e ajuda constantes, e ainda, por sentir comigo as alegrias e as angústias ao longo deste trabalho.

Aos meus pais, que sempre me apoiaram em todas as minhas decisões, me incentivaram calorosamente a prosseguir estudos e que sempre marcaram presença em todos os momentos da minha vida.

Ao meu irmão e à minha avó Dina, pelo incentivo e companhia incondicional ao longo deste trabalho.

Finalmente, ao meu avô Gil, que apesar de já não estar entre nós, merece esta lembrança, pois continua a ser e será para sempre uma das pessoas mais importantes da minha vida.

Importante será também dizer que os meus pais, o Helder, o meu irmão, a avó Dina e o avô Gil estarão sempre no meu pensamento e no meu coração, por tudo o que significam na minha vida, e é a eles que dedico toda a alegria e realização que sinto neste momento.

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A APRENDIZAGEM BASEADA NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E A FORMULAÇÃO DE QUESTÕES A PARTIR DE CONTEXTOS PROBLEMÁTICOS: Um estudo com professores e alunos de Física e Química RESUMO

A Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas (ABRP) consiste na aprendizagem de novos conhecimentos através da resolução de problemas, surgidos aquando da confrontação dos alunos com contextos problemáticos. Os contextos problemáticos são, por isso, especialmente relevantes, pois das suas potencialidades para suscitar questões de elevado nível dependem as aprendizagens que os alunos vão realizar resolvendo os problemas a elas associados.

Assim, os objectivos do estudo consistiram em analisar e comparar os tipos de questões formuladas e antecipadas, respectivamente, por alunos e professores a partir de diferentes tipos de contextos problemáticos, bem como os assuntos nelas evidenciados, a fim de indagar a eventual existência de uma relação entre os tipos de questões formuladas pelos alunos e antecipadas pelos professores.

Participaram no estudo 176 alunos dos 7º, 9º e 11º anos de escolaridade e 30 professores de Física e Química, dos Ensinos Básico e Secundário. Os dados foram recolhidos através de um questionário que incidia sobre dois temas científicos diferentes (as Estações do Ano e as Alterações Climáticas) e que incluía três tipos de contextos problemáticos (notícia, banda desenhada e imagem) para cada um dos temas. Os resultados obtidos nesta investigação revelaram que: os tipos de questões maioritariamente formuladas por alunos e antecipadas pelos professores (enciclopédicas e de compreensão), bem como os assuntos (predominantemente de natureza académica) nelas evocados, são coincidentes; apesar de os sujeitos enunciarem um número considerável de questões de compreensão, consideradas de elevado nível, são escassos ou inexistentes os outros tipos de questões deste nível (relacionais, de avaliação e de procura de solução); o tipo de contexto parece influenciar o número médio de questões formuladas por sujeito; o tipo de contexto parece não exercer influência sobre os tipos de questões predominantemente enunciadas pelos sujeitos. O facto de os professores serem capazes de antecipar os tipos de questões mais frequentemente formuladas pelos alunos e os assuntos em que elas incidem, significa que está facilitada a tarefa de implementar um “ensino” orientado para a ABRP, capaz de contribuir para dotar os alunos de capacidades de compreender e resolver problemas do dia-a-dia e de aprender ao longo da vida.

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A study with Portuguese Physical Sciences teachers and students ABSTRACT

Problem-Based Learning (PBL) focuses on the learning of new knowledge by engaging in a process of solving problems raised by a scenario or problem context. Thus, in PBL students’ learning depends on the problems to be solved. Therefore, scenarios are key-elements in PBL contexts because students’ learning is strictly related to the power of the scenarios to elicit high level questions or problems.

This study aims at inquiring about the existence of a relationship between the questions formulated by the students and the questions anticipated by the teachers if students were faced with diverse scenarios. Therefore, the objectives of the study are: to compare the types of questions formulated by students from diverse kinds of scenarios with those anticipated by teachers; and to compare the specific science topics the questions formulated by those two groups of subjects focus on.

The sample was made of 176 students (7th, 9th and 11th graders) and 30 Physical

Sciences teachers, half of them teaching at the low secondary school and the other half at the high secondary school. Data were collected by means of a questionnaire focusing on two science themes (seasons and climatic change) and including three kinds of scenarios (text, comics and image) per theme.

Results suggest that: students formulate and teachers anticipate mainly the same two types of questions (encyclopaedic and meaning-oriented) and that those questions focus on the same specific science topics which in most cases are academic in nature; despite the fact that both groups of subjects formulate large numbers of meaning-oriented questions (that can be accepted as high level questions), the other types of high level questions (relational, valueoriented and solution-oriented) are rare or even nule; the kind of scenario seems to exert influence on the average number of questions formulated by each group of participants; the two most frequent kinds of questions seem to be independent of the kind of scenario. Hence, whatever the kind of scenario, the teachers’ capacity to reasonably anticipate students’ most frequent questions as well as the specific contents they focus on may facilitate their job of teaching through PBL and lead them to help students to develop skills that are required to both understand and solve everyday problems and carry out lifelong learning.

viii viii ix

AGRADECIMENTOSi
RESUMOv
ABSTRACTvii
ÍNDICEix
LISTA DE TABELASxiii
LISTA DE FIGURASxv
1.1. Introdução1
1.2. Contextualização do estudo1
1.2.1. Objectivos da Educação em Ciências nos Ensinos Básico e Secundário2
Cidadãos7
Educação1
1.3. Objectivos do estudo15
1.4. Importância do estudo16
1.5. Limitações do estudo17
1.6. Plano geral da Dissertação18

1.2.2. O papel do questionamento na Educação em Ciências e na formação dos 1.2.3. As questões nos documentos reguladores emanados do Ministério da

2.1. Introdução21
2.2. A ABRP: conceito, evolução histórica e organização do “ensino”21
2.3. O contexto problemático: funções, relevância e tipos no âmbito da ABRP27
2.4. As questões: tipologias e funções no processo de ensino e aprendizagem31

2.5. Formulação de questões por alunos e professores: estudos realizados em Portugal e no estrangeiro 37

3.1. Introdução43
3.2. Síntese da investigação43
3.3. População e amostra4
3.4. Técnicas e instrumentos de recolha de dados50
3.5. Recolha de dados56
3.6. Tratamento de dados57
4.1. Introdução61
4.2. Questões formuladas pelos alunos61
de escolaridade61

4.2.1. Análise comparativa das questões formuladas pelos alunos dos diferentes anos

contexto problemático69
4.3. Questões antecipadas pelos professores75
4.3.1. Análise comparativa das questões antecipadas pelos professores75

4.2.2. Análise comparativa das questões formuladas pelos alunos para cada tipo de

de contexto problemático81

4.3.2. Análise comparativa das questões antecipadas pelos professores para cada tipo

antecipadas pelos professores85
professores86

4.4. Questões formuladas pelos alunos a partir de contextos problemáticos questões 4.5. Assuntos focados nas questões formuladas pelos alunos e antecipadas pelos

5.1. Introdução93
5.2. Conclusões da investigação93
5.3. Implicações dos resultados da investigação98
5.4. Sugestões para futuras investigações100

CAPÍTULO V – CONCLUSÕES, IMPLICAÇÕES E SUGESTÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 103

ANEXOS109
Anexo I – Versão do questionário dirigida aos alunos1
Anexo I – Versão do questionário dirigida aos professores do Ensino Básico129
Anexo I – Versão do questionário dirigida aos professores do Ensino Secundário147

xi Anexo IV – Mensagem electrónica enviada aos professores 165 xii xii xiii

Tabela 1Caracterização geral da sub-amostra de alunos 47
Tabela 2Caracterização geral da sub-amostra de professores de Física e Química 49
Tabela 3Tipologia de questões utilizada na análise dos dados recolhidos 58
Tabela 4Prevalência relativa dos diferentes tipos de questões formuladas pelos alunos
do 7º ano de escolaridade62
Tabela 5Exemplos de questões formuladas pelos alunos do 7º ano de escolaridade 63
Tabela 6Prevalência relativa dos diferentes tipos de questões formuladas pelos alunos
do 9º ano de escolaridade64
Tabela 7Exemplos de questões formuladas pelos alunos do 9º ano de escolaridade 65
Tabela 8Prevalência relativa dos diferentes tipos de questões formuladas pelos alunos
do 11º ano de escolaridade6
Tabela 9Exemplos de questões formuladas pelos alunos do 11º ano de escolaridade 67
tipo Notícia70

Tabela 10. Prevalência relativa dos diferentes tipos de questões formuladas pelos alunos dos 7º, 9º e 11º anos de escolaridade para os contextos problemáticos de

tipo Banda Desenhada71

Tabela 1. Prevalência relativa dos diferentes tipos de questões formuladas pelos alunos dos 7º, 9º e 11º anos de escolaridade para os contextos problemáticos de

tipo Imagem72

Tabela 12. Prevalência relativa dos diferentes tipos de questões formuladas pelos alunos dos 7º, 9º e 11º anos de escolaridade para os contextos problemáticos de

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