O TRABALHO LABORATORIAL SEGUNDO A APRENDIZAGEM …

Cátia Isabel Ribeiro dos Santos

Mestrado em Ensino da Biologia e da Geologia no 3ºCiclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário Departamento de Biologia e Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território 2014 Orientador Prof. António Paulo Fontoura P. de Magalhães, Professor Associado, Faculdade de Ciências Orientador Prof. João Manuel Domingues Coelho, Professor Associado, Faculdade de Ciências

O TRABALHO

LABORATORIAL SEGUNDO

A APRENDIZAGEM

BASEADA NA RESOLUÇÃO

DE PROBLEMAS:

CONSTRUÇÃO DE

ÁRVORES FILOGENÉTICAS

E ESTUDO DA FORMAÇÃO

E EVOLUÇÃO DOS

MAGMAS

Todas as correções determinadas pelo júri, e só essas, foram efetuadas. O Presidente do Júri,

Porto, ______/______/_________

FCUP O TRABALHO LABORATORIAL SEGUNDO A APRENDIZAGEM BASEADA NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS:

CONSTRUÇÃO DE ÁRVORES FILOGENÉTICAS E ESTUDO DA FORMAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS MAGMAS

I

Agradecimentos

Foram muitas as pessoas que contribuíram, direta ou indiretamente, para que eu

conseguisse terminar este ano de estágio. Deste modo, gostaria de agradecer a todas as

pessoas que de uma forma ou de outra fizeram parte deste processo tão enriquecedor.

Gostaria de agradecer em especial às seguintes:

À minha família, especialmente à minha mãe, Maria Luísa, ao meu irmão, João e

aos meus avós, António e Irene, por tudo o que fizeram e continuam a fazer por mim.

Sem vocês não teria completado esta fase da minha vida.

Á Professora Rosa Soares, orientadora cooperante que me acompanhou durante

o ano de estágio. Agradeço todas as palavras e experiências, que me proporcionou,

assim como a dedicação e a amizade que tanto influenciaram o meu desenvolvimento,

como docente e pessoa, durante este ano.

Ao Professor Doutor Paulo Fontoura, por estar sempre disponível para me orientar

e aconselhar, contribuindo para a melhoria do meu desempenho enquanto docente.

Ao Professor Doutor João Coelho pelos conselhos e críticas construtivas que me

permitiram aprender e evoluir e também, pelo constante incentivo à reflexão.

À Sara Carvalho, minha colega de estágio, por um ano repleto de experiências

enriquecedoras. A nossa amizade e companheirismo permitiram um ótimo ambiente de

trabalho durante o estágio, facilitando toda aprendizagem. Obrigada por todo o apoio,

disponibilidade e confiança, fatores essenciais para juntas ultrapassarmos as dificuldades

que foram surgindo.

Aos professores do mestrado de ensino da Biologia e da Geologia no 3º ciclo do

ensino básico e no ensino secundário, em especial à Professora Doutora Clara

Vasconcelos e ao Professor Doutor Luís Calafate pelo apoio no esclarecimento de

dúvidas relacionadas com a nossa investigação educacional e pelo auxílio que se revelou

importante nos momentos complicados.

Aos meus amigos, que não me atrevo a discriminar os nomes para não correr o

risco de me esquecer de algum, por fazerem parte desta etapa que me fez evoluir, sem

vocês não seria o que sou hoje. Obrigada pelo apoio que se revelou muito importante nos

bons e nos maus momentos.



II

Nota prévia

Este relatório é um trabalho de investigação educacional desenvolvido no âmbito

da Iniciação à Prática Profissional (IPP), unidade curricular inserida no Mestrado de

Ensino da Biologia e da Geologia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário. A

investigação educacional descrita foi integrada na Prática de Ensino Supervisionada

(PES), que decorreu no presente ano letivo, numa escola pública do distrito do Porto.

As temáticas científicas abordadas são a construção de árvores filogenéticas e o

estudo da formação e evolução dos magmas, que se enquadram no Programa de

Biologia e Geologia do 11º ano (Ano 2) do Curso Científico-Humanístico de Ciências e

Tecnologias. Devido à natureza distinta das duas temáticas em estudo, os capítulos do

presente relatório, foram subdivididos sempre que se achou necessário.



III

Resumo

A presente investigação científico-didática desenvolve-se segundo as

componentes científicas da Biologia e da Geologia. As intervenções envolveram

atividades laboratoriais preparadas segundo a metodologia Aprendizagem Baseada na

Resolução de Problemas (ABRP). Relativamente à área científica da Biologia, o tema

selecionado foi “árvores filogenéticas” e, no que respeita à Geologia, o tema escolhido foi

“formação e evolução dos magmas”.

A atividade laboratorial promovida na componente da Biologia envolveu a

construção de uma árvore filogenética, que pretendia traduzir uma hipótese para a

história evolutiva de um grupo imaginário de seres vivos, o género Barbellus. Após a

construção da árvore filogenética os alunos deveriam apresentar argumentos, que

corroborassem a sua hipótese, para a evolução dos seres vivos considerados.

A componente da Geologia foi iniciada com uma investigação preliminar, que

pretendia detetar os temas de Geologia considerados problemáticos no currículo de

Biologia e Geologia de 11º ano. Em seguida foram diagnosticadas possíveis falhas

existentes nos conhecimentos prévios e recorreu-se a um documento de revisão para

tentativa de colmatação das mesmas. Posteriormente foi preparada uma atividade

laboratorial sobre fusão parcial e cristalização dos magmas.

O estudo de caso foi a metodologia de investigação selecionada para este estudo.

A amostra foi constituída pelos alunos das duas turmas acompanhadas na PES.

Utilizando como critério o nível de aproveitamento alcançado no ano letivo anterior, à

disciplina de Biologia e Geologia, a amostra foi dividida em duas classes. A classe A,

constituída pelos alunos com classificação igual ou inferior a 13 valores e a classe B,

composta por estudantes com classificação igual ou superior a 14 valores.

Os dados recolhidos foram tratados recorrendo a tabelas de frequências e, em

alguns casos, a testes estatísticos (qui-quadrado e teste de Fisher). Pela análise dos

dados foi possível verificar que na maioria dos parâmetros avaliados existiu uma

associação estatisticamente significativa entre a classe em que os alunos estavam

inseridos e o tipo de resposta dada. No entanto, de um modo geral, ambas as classes

apresentaram resultados considerados positivos. Estes resultados permitiram retirar

alguns indicadores relativamente à eficiência da metodologia ABRP.

Palavras-chave: árvores filogenéticas, Barbellus, formação e evolução de

magmas, aprendizagem baseada na resolução de problemas, atividade laboratorial,

estudo de caso.



IV

Abstract

The scientific-educational research described in this report was developed

according to two scientific components, Biology and Geology. Both interventions involved

laboratory activities prepared according to Problem Based Learning methodology (PBL).

Regarding the scientific area of Biology, the theme selected was "phylogenetic trees", in

relation to the Geology theme was "magma formation and evolution".

The laboratory activity promoted in the Biology component involved the

construction of a phylogenetic tree, which intended to translate a hypothesis for the

evolutionary history of an imaginary group of living beings, gender Barbellus. Subsequent

to construction of a phylogenetic tree students should present arguments that support

their hypothesis for the evolution of living beings considered.

The geology component of the study began with a preliminary investigation,

intended to detect topics of Geology considered problematic in the curriculum of Biology

and Geology 11th grade. After choosing a theme, possible flaws were diagnosed in prior

knowledge, attempt to overrun was made through a review document. Later was prepared

a laboratory activity about partial melting and crystallization.

The case study was the research methodology selected for this study. The sample

was composed by students from two classes accompanied by the internship’s core. This

was later divided into two classes, using as criteria the level of achievement reached in

the previous academic year, on Biology and Geology. The class A, formed by students

with score equal to or less than 13 values and the class B, composed of students rated

between 14 and 20 values.

The data was analyzed using frequency tables and in some cases the statistical

tests (chi-square and Fisher's exact test). For the data analysis we could see that for the

majority of the parameters, there was a statistically significant association between the

class in which students were entered and the answer given. However, in general, both

classes’ results were considered as positive. These allow us to extract some indicators

regarding the efficiency of the methodology ABRP.

Key-words: phylogenetic tree; Barbellus; magma formation and evolution; problem

based learning; laboratory activity; case study.



V

Índice

AGRADECIMENTOS ...................................................................................................................................... I

NOTA PRÉVIA ............................................................................................................................................. II

RESUMO .................................................................................................................................................... III

ABSTRACT .................................................................................................................................................. IV

ÍNDICE ........................................................................................................................................................ V

LISTA DE TABELAS ...................................................................................................................................... VI

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................................... VII

LISTA DE ABREVIATURAS ......................................................................................................................... VIII

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 1

1.1. ENQUADRAMENTO DIDÁTICO ................................................................................................................... 2

1.2. ENQUADRAMENTO CIENTÍFICO ................................................................................................................. 4

1.3. ENQUADRAMENTO CURRICULAR ............................................................................................................. 16

1.4. PROBLEMA DE INVESTIGAÇÃO ................................................................................................................. 18

1.5. OBJETIVOS DE INVESTIGAÇÃO ................................................................................................................. 18

2. METODOLOGIA DE INVESTIGAÇÃO .................................................................................................. 19

2.1. PROGRAMA DE INTERVENÇÃO DE BIOLOGIA .............................................................................................. 19

2.2. PROGRAMA DE INTERVENÇÃO DE GEOLOGIA ............................................................................................. 22

2.3. AMOSTRA .......................................................................................................................................... 23

2.4. ESTUDO DE CASO ................................................................................................................................. 24

2.5. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLHA DE DADOS .................................................................................... 25

2.6. TRATAMENTOS DE DADOS ...................................................................................................................... 27

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................................................. 28

3.1. BIOLOGIA ........................................................................................................................................... 28

3.2. GEOLOGIA .......................................................................................................................................... 33

4. CONCLUSÕES.................................................................................................................................... 44

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................................... 45

5.1. IMPLICAÇÕES PARA O DESENVOLVIMENTO PROFISSIONAL ............................................................................. 46

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 47

7. APÊNDICES ....................................................................................................................................... 49



VI

Lista de tabelas

Tabela 1 – Recomendações para a exploração da unidade 8 do programa de Biologia e

Geologia do 11º ano (adaptado de Ministério da Educação, 2003). ................................ 17

Tabela 2 – Recomendações para a exploração do tema “Rochas Magmáticas” (adaptado

de Ministério da Educação, 2003). .................................................................................. 18

Tabela 3 - Síntese do plano de ação da intervenção referente à Biologia. ...................... 22

Tabela 4 - Síntese do plano de ação da intervenção referente à Geologia ..................... 23

Tabela 5 – Distribuição de géneros das duas classes que constituem a amostra. .......... 24

Tabela 6 – Resultados relativos ao parâmetro “interesse, autonomia e curiosidade” na

Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). ............................................ 28

Tabela 7 - Resultados relativos ao parâmetro “sentido de responsabilidade e reflexão

crítica” na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). ............................ 29

Tabela 8 - Resultados relativos ao parâmetro “cooperação com os outros” na Biologia (fa

– frequência absoluta; fr – frequência relativa). ............................................................... 29

Tabela 9 - Resultados relativos ao parâmetro “apresenta e fundamente a sua opinião” na

Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). ............................................ 29

Tabela 10 – Resultados relativos ao Vê de Gowin na Biologia (fa – frequência absoluta; fr

– frequência relativa). ...................................................................................................... 30

Tabela 11 - Resultados relativos ao exercício do teste 1 na Biologia (fa – frequência

absoluta; fr – frequência relativa). ................................................................................... 31

Tabela 12 - Resultados relativos ao exercício do teste teórico-prático na Biologia (fa –

frequência absoluta; fr – frequência relativa). .................................................................. 31

Tabela 13 - Resultados relativos ao questionário de avaliação da intervenção na Biologia

(fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). .......................................................... 33

Tabela 14 – Resultados relativos ao questionário da investigação preliminar na Geologia


Tabela 15 - Resultados obtidos após a análise das entrevistas realizadas na investigação

preliminar de Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). ..................... 36

Tabela 16 – Resultados relativos ao teste diagnóstico na Geologia (fa – frequência

absoluta; fr – frequência relativa). ................................................................................... 37

Tabela 17 - Resultados relativos ao parâmetro “interesse, autonomia e curiosidade” na

Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). ........................................... 38

Tabela 18 - Resultados relativos ao parâmetro “sentido de responsabilidade e reflexão

crítica” na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). .......................... 38

Tabela 19 - Resultados relativos ao parâmetro “cooperação com os outros” na Geologia




VII

Tabela 20 - Resultados relativos ao parâmetro “apresenta e fundamente a sua opinião”

na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa). ...................................... 39

Tabela 21 – Resultados obtidos no Vê de Gowin da Geologia (fa – frequência absoluta; fr

– frequência relativa). ...................................................................................................... 40

Tabela 22 - Resultados obtidos nas escolhas múltiplas do teste teórico-prático na


Tabela 23 - Resultados obtidos na questão de resposta aberta do teste teórico-prático na


Tabela 24 - Resultados obtidos no teste digital na Geologia. .......................................... 42

Tabela 25 - Resultados relativos ao questionário de avaliação da intervenção na Geologia


Lista de figuras

Fig. 1 - Vê de Gowin (Novak & Gowin, 1984). ................................................................... 4

Fig. 2 - Categorias Hierárquicas sugeridas por Lineu (adaptada de ICZN, 1999). ............. 6

Fig. 3 - Exemplo de um fenograma, onde está representado o coeficiente de similaridade

no eixo do X (Guevara & Benitez de Rojas, 2004). ........................................................... 7

Fig. 4 - Cladograma com diferentes clados assinalados (amarelo, vermelho, verde e azul)

(Understanding Evolution, 2014). ...................................................................................... 9

Fig. 5 - Árvore filogenética (adaptada de: Understanding Evolution, 2014). ...................... 9

Fig. 6 - Modelo de classificação de rochas magmáticas, considerando a sua composição

química e mineralógica (adaptado de Grotzinger et al., 2007, p.82). ............................... 11

Fig. 7 - Séries reacionais de Bowen (adaptada de Grotzinger et al., 2007). .................... 14

Fig. 8 – Representação das dez espécies do género Barbellus (National Science

Foundation, 1998). .......................................................................................................... 19

Fig. 9 - Representação de 6 espécies do grupo Caminacules. ........................................ 20

Fig. 10a e 10b – Modelo da sequência estratigráfica (10a). Esquema da sequência

estratigráfica (10b) (National Science Foundation, 1998). ............................................... 20

Fig. 11 - Representações esquemáticas de algumas espécies de Barbellus. .................. 21

Fig. 12 - Exemplos de árvores filogenéticas elaboradas por um grupo de alunos. .......... 21

Fig. 13 - Resultados obtidos, pelos alunos, na atividade sobre fusão parcial. ................. 22

Fig. 14 - Resultados obtidos, pelos alunos, na atividade sobre cristalização dos magmas.

........................................................................................................................................ 23



VIII

Lista de abreviaturas

ABRP – Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas;

PBL – Problem Based Learning;

EOI – Ensino Orientado para a Investigação;

fa – Frequência absoluta;

fr – Frequência relativa;

PES – Prática de Ensino Supervisionado;

IPP – Iniciação à Prática Profissional.



1

1. Introdução

O desenvolvimento científico e tecnológico da sociedade obriga à evolução do ensino. A

escola deve ter um papel de destaque na formação dos novos cidadãos. É essencial que

estes sejam capazes de intervir de forma ponderada, informada e responsável na resolução

das questões socio-científicas diárias (Leite, 2013). Nos dias de hoje são privilegiadas

metodologias de ensino-aprendizagem que permitam aos estudantes aprender os conteúdos

necessários, e desenvolver determinadas capacidades que serão essenciais na sua vida

profissional, pessoal e social (Leite & Esteves, 2005).

Como forma de ultrapassar os problemas que foram surgindo com outras metodologias,

surge nos anos sessenta, no ensino em medicina, a metodologia de Aprendizagem Baseada

na Resolução de Problemas (ABRP) (Leite & Afonso, 2001; Vasconcelos & Almeida, 2012).

O seu sucesso no ensino da medicina levou à sua implementação no ensino das ciências,

tanto no ensino superior, como no ensino básico e secundário (Vasconcelos & Almeida,

2012).

No âmbito desta investigação, foram preparadas duas atividades laboratoriais

recorrendo à metodologia ABRP. Pretendia-se que os alunos aprendessem e mobilizassem

os conteúdos pretendidos e, simultaneamente, desenvolvessem capacidades investigativas,

argumentativas e críticas, enquanto se envolviam nas atividades propostas. As atividades

desenvolveram-se em torno de duas temáticas científicas, na componente de Biologia o

tema centrou-se em “árvores filogenéticas” e área científica de Geologia a temática

selecionada foi “formação e evolução dos magmas”.

A escolha do tema relativo à componente da Biologia decorreu do contacto estabelecido

com estudantes e alguns professores, através do qual foi possível constatar que a temática

“sistemas de classificação”, mais concretamente, “árvores filogenéticas” é um tema em que

os estudantes apresentam alguma dificuldade. Adicionalmente, esta temática cientifica é,

normalmente, abordada de forma teórica, ou seja, não é frequente a utilização do trabalho

laboratorial na sua abordagem. Para contornar esta tendência, a investigação na área da

Biologia centrou-se na adaptação de uma atividade laboratorial, cuja finalidade era a

construção de uma árvore filogenética.

A seleção do tema para a área da Geologia envolveu uma investigação preliminar com o

objetivo de apurar quais os temas de Geologia de 11º ano considerados problemáticos.

Adicionalmente, procedeu-se à análise do Relatório dos Exames Nacionais de 2011 e do

Relatório dos testes intermédios de 2012. Da análise do primeiro foi possível averiguar que

uma das questões com piores desempenhos compreende conteúdos no domínio do



2

magmatismo (Ministério da Educação, 2012). Da análise do segundo foi possível verificar

que dois dos itens com piores desempenhos são a interpretação das séries reacionais de

Bowen e a o processo de cristalização (estando este ponto relacionado com conhecimentos

de outras áreas disciplinares, como a Química) (Ministério da Educação, 2013).

Da análise dos resultados obtidos na investigação preliminar e dos dois relatórios

disponíveis sobre as provas nacionais, é visível que o tema “formação e evolução dos

magmas” é problemático. Desta forma, foi preparada uma intervenção, com recurso ao

trabalho laboratorial, centrada nas dificuldades demonstradas e tendo como finalidade a

colmatação dos problemas diagnosticados.

Este relatório encontra-se dividido em sete capítulos: (1) introdução, que inclui um

enquadramento didático e científico da investigação, assim como o enquadramento

curricular de Biologia e Geologia, (2) metodologia de investigação, (3) resultados e

discussão, (4) conclusão, (5) considerações finais, (6) referências bibliográficas e (7)

apêndices.

1.1. Enquadramento didático

A metodologia de ensino orientada para a aprendizagem baseada na resolução de

problemas (ABRP) enquadra-se numa perspetiva socioconstrutivista, na teoria sociocultural

de Vygotsky. Segundo esta perspetiva “neste processo de construção e integração de novo

conhecimento na estrutura cognitiva, é essencial a partilha da aprendizagem com os seus

pares” (Vasconcelos & Almeida, 2012, p.9). No sentido de promover o conhecimento a

metodologia ABRP propõe que os estudantes trabalhem em conjunto, em pequenos grupos,

de forma a potenciar a aprendizagem e a partilha de saberes (Lambros, 2004). Desta forma,

é possível que os estudantes se tornem mais autónomos e capazes de defender as suas

ideias, enquanto desenvolvem capacidades de relacionamento interpessoal (Lambros, 2004;

Leite & Esteves, 2005).

Enquadrada no ensino orientado para a investigação (EOI), a ABRP permite que os

estudantes planeiem e desenvolvam atividades de investigação, dando-lhes a oportunidade

de compreenderem como se constrói o conhecimento científico e, assim, compreender a

natureza da ciência (Vasconcelos & Almeida, 2012). A ABRP permite ao estudante munir-se

de várias capacidades que lhe serão úteis na vida em sociedade, tais como a capacidade de

negociação e argumentação, capacidade de trabalhar em equipa, capacidade de

pensamento crítico e tomada de decisões e capacidades de auto e heteroavaliação (Allen,

Donham & Bernhardt, 2011; Vasconcelos et al., 2012).

A metodologia ABRP tem como princípio a utilização de problemas como ponto de

partida para construção do conhecimento (Lambros, 2004; Vasconcelos, Amador, Soares &



3

Pinto, 2012), o estudante é o centro do ambiente de aprendizagem e assume a

responsabilidade pelo seu conhecimento (Morgado & Leite, 2012). O professor surge no

papel de tutor, acompanhando o desenvolvimento da investigação (Morgado & Leite, 2012).

A ABRP recorre a cenários problemáticos que, na maioria das vezes, são baseados em

questões reais do quotidiano. O estudante parte da situação-problema, diagnosticando o

que já sabe e o que precisa de saber para o resolver (Lambros, 2004; Morgado & Leite,

2012).

A metodologia orientada para a aprendizagem baseada na resolução de problemas é,

normalmente, organizada em quatro fases: a seleção do contexto problemático (tarefa

atribuída ao professor), a formulação das questões-problema (função que cabe aos

estudantes), a resolução dos problemas (também realizada pelos alunos) e, por fim, síntese

e avaliação do processo de investigação (tarefa realizada pelos estudantes e pelo professor)

(Leite & Afonso, 2001; Morgado & Leite, 2012).

Na tentativa de resolução dos problemas colocados, recorre-se, frequentemente, ao

trabalho prático. Este tipo de abordagem permite aos alunos o desenvolvimento de

conteúdos e capacidades, que possibilitam a construção e aprofundamento de capacidades

concetuais, procedimentais e atitudinais (Martins et al., 2007; Mendes & Rebelo, 2011). O

recurso às atividades práticas promove a observação, o questionamento, a interpretação de

fenómenos e a compreensão de como se constrói a ciência (Mendes & Rebelo, 2011).

Segundo Hodson (1988, citado por Leite, 2000), trabalho prático são todas as atividades

que envolvem ativamente os alunos. Assim, o trabalho prático inclui, entre outros, o trabalho

laboratorial, o trabalho de campo e o trabalho experimental. O trabalho laboratorial inclui

atividades que requerem a utilização de materiais de laboratório, o trabalho de campo é

desenvolvido ao ar livre, o trabalho experimental é todo o trabalho prático que envolva o

controlo e manipulação de variáveis (Leite, 2000).

O trabalho laboratorial apresenta vantagens que tornam fundamental a sua utilização no

ensino das ciências (Leite, 2000). As atividades laboratoriais permitem desenvolver a

motivação e interesse dos alunos e a aprendizagem de conteúdos e capacidades. A

finalidade do trabalho laboratorial depende do tipo de atividade proposta, do seu grau de

dificuldade e do tipo de conteúdos concetuais, procedimentais e atitudinais, que se pretende

desenvolver. O grau de dificuldade da atividade e a sua influência no processo de

aprendizagem serão acrescidos quanto maior o grau de autonomia exigido ao aluno (grau

de abertura da atividade) (Martins et al., 2007; Mendes & Rebelo, 2011).

No trabalho laboratorial segundo a metodologia ABRP, o professor deve interferir o

menos possível. Assim, a questão-problema e a planificação da atividade devem ser

propostas pelos estudantes (Martins et al., 2007; Mendes & Rebelo, 2011). Para estimular a



4

discussão e estabelecer pontos de contacto entre os elementos distintos da investigação,

recorre-se muitas vezes ao Vê epistemológico de Gowin (figura 1) (Leite, 2000; Fonseca,

Barreiras & Vasconcelos, 2005).

Fig. 1 - Vê de Gowin (Novak & Gowin, 1984).

O lado esquerdo do Vê de Gowin corresponde ao domínio conceptual, que consiste no

registo dos conhecimentos necessários como ponto de partida para a investigação. O lado

direito do Vê é referente ao domínio metodológico, que é construído em função da

investigação, havendo registo das observações e dos resultados obtidos, assim como uma

reflexão em modo de conclusão sobre o trabalho realizado. No vértice do Vê de Gowin,

estão descritos os procedimentos que sustentam o desenvolvimento do conhecimento. No

centro do Vê apresenta-se a questão-problema central que orienta toda a investigação

(Novak & Gowin, 1984; Fonseca et al., 2005).

O processo de avaliação do processo investigativo deve contemplar os conhecimentos

conceptuais, procedimentais e atitudinais, sendo por isso preferível a utilização de vários

instrumentos de avaliação (como observações, relatórios, testes entre outros). O

desenvolvimento do raciocínio científico e do pensamento crítico deve também ser avaliado.

Prevê-se o incentivo da auto e heteroavaliação, permitindo uma avaliação do tipo formadora,

permitindo ao aluno aprender com o feedback do professor e dos colegas (Lambros, 2004;

Leite & Esteves, 2006; Vasconcelos & Almeida, 2012).

1.2. Enquadramento científico

Este subcapítulo encontra-se dividido em duas componentes. A primeira referente às

árvores filogenéticas e a segunda relativa à formação e evolução dos magmas.

Árvores filogenéticas

Desde cedo o Homem sentiu a necessidade de classificar o mundo em seu redor. Com a

utilização de certos seres vivos para benefício próprio, tornou-se inevitável a organização do

mundo vivo. Pensa-se que a origem dos sistemas de classificação racionais remonta ao

trabalho desenvolvido por Aristóteles, que assentava em critérios básicos de presença ou

ausência de determinadas características morfológicas ou comportamentais como, por



5

exemplo, perigosos ou não perigosos, comestíveis ou não comestíveis e com sangue ou

sem sangue. A simplicidade dos primeiros sistemas de classificação permitiu que estes

fossem transmitidos ao longo das gerações, evoluindo com a própria espécie humana.

O grande objetivo da classificação passa por organizar, ordenar e facilitar a

compreensão da biodiversidade. A classificação dos grupos de organismos é vantajosa a

vários níveis. A descrição das características próprias das diferentes espécies já

descobertas e a possível compreensão das relações evolutivas entre seres vivos são

algumas dessas vantagens.

A Zoologia Sistemática representa o campo mais abrangente e antigo da Biologia

(Brusca & Brusca, 2003). Simpson (1989, p.10) define-a como “o estudo científico das

formas de organismos, sua diversidade e toda e qualquer relação entre eles”. É importante o

conhecimento dos seres vivos, para que desta forma seja possível definir e organizar os

seus grupos, assim como a sua ordenação, tendo em conta a sua relação de parentesco. É,

também, fundamental o estabelecimento de regras a seguir para a denominação dos

organismos vivos (Mateus, 1989). Atualmente, a Zoologia Sistemática divide-se em

nomenclatura e taxonomia.

A nomenclatura zoológica é responsável pelo nome científico atribuído a determinado

organismo ou grupo. As suas regras estão hoje descritas no Código Internacional de

Nomenclatura Zoológica. A origem do código remonta ao século XIX quando, após a

publicação de Lineu da 10ª edição do Systema Naturae em 1758, surgiram confusões

relativamente aos nomes científicos que iam surgindo na literatura da especialidade. Para

alcançar a universalidade, impedir que o mesmo nome fosse dado a espécies distintas e

facilitar a comunicação entre a comunidade científica, foi necessário compilar um conjunto

de regras para a atribuição de nomes aos seres vivos e aos seus grupos (International

Commission on Zoological Nomenclature [ICZN], 1999).

A taxonomia é responsável pela organização e ordenação dos grupos de seres vivos (os

taxa), que são baseados em caracteres taxonómicos e podem ser de natureza muito diversa

como, por exemplo, morfológicos, genéticos, ecológicos ou etológicos (ICZN, 1999). Os

caracteres taxonómicos correspondem às particularidades de determinado organismo ou

grupo de organismos, sendo importantes para inferir algum relacionamento com outros

grupos de seres vivos. Como se pode perceber pelas definições de nomenclatura e

taxonomia, a segunda é considerada a finalidade da sistemática, enquanto a primeira é o

meio pelo qual são comunicadas as ideias taxonómicas (Mateus, 1989).

Apontado como um dos fundadores da taxonomia moderna, Lineu teve um grande

contributo no desenvolvimento dos sistemas de classificação. O grande objetivo de Lineu

seria conceber classificações que facilitassem a identificação de diferentes espécies. Como



6

criacionista, Lineu acreditava que Deus era o criador da vida e qua as espécies eram

imutáveis, porém o seu trabalho veio mais tarde a contribuir para o estabelecimento de

ideais evolucionistas (Santos, 2008; Kardong, 2009). Na sua obra Systema Naturae (1735

citado por ICZN, 1999), Lineu sugeriu um sistema de grupos hierárquicos com sete

categorias, como é possível observar na figura 2.

Fig. 2 - Categorias Hierárquicas sugeridas por Lineu (adaptada de ICZN, 1999).

Hoje são reconhecidas, pela ICZN, dezassete categorias hierárquicas: Reino, Filo,

Superclasse, Classe, Subclasse, Coorte, Superordem, Ordem, Subordem, Superfamília,

Família, Subfamília, Tribo, Género, Subgénero, Espécie e Subespécie (Brusca & Brusca,

2003).

Posteriormente aos trabalhos de Lineu, outros trabalhos surgiram, como os de Lamarck,

Wallace e Darwin. Estes, além das semelhanças morfológicas, admitiam nos seus sistemas

de classificação, informações sobre as relações de parentesco entre os grupos de

organismos. Lamarck, em 1809, foi o primeiro a publicar uma teoria da evolução e a

construir a primeira árvore filogenética (Gregory, 2008; Kardong, 2009). Muitos outros se

seguiram, como Mayr, Simpson e Henning, na tentativa de organizar a diversidade biológica

e o conhecimento que tínhamos desta. Os sistemas de classificação foram evoluindo

tornando-se cada vez mais complexos e suportados por ideais evolucionistas (Santos,

2008).

Todas as classificações feitas até aos dias de hoje são consideradas classificações

artificiais, ou seja, apresentam anomalias taxonómicas. A classificação natural será aquela

capaz de traduzir, sem anomalias taxonómicas, o que se passa na Natureza. No entanto,

está será quase impossível de alcançar, uma vez que ainda estamos longe de compreender

as afinidades entre grupos. Além disso, uma grande parte dos dados que nos permitiriam

alcançar a total compreensão dos graus de parentesco já não se encontram acessíveis

(Mateus 1989).

A ciência da classificação assenta fundamentalmente no campo da biologia comparada,

que se baseia no estudo das homologias. Características presentes em duas ou mais

espécies são consideradas homólogas, se tiverem a mesma origem (Brusca & Brusca,

2003; Kardong, 2009). O conceito de homologia pode ser utilizado quando nos referimos a

estruturas anatómicas, genes ou processos de desenvolvimento (Brusca & Brusca, 2003). A

homologia é considerada uma relação absoluta e independente da função. Assim, o facto de

Reino Filo Classe Ordem Família Género Espécie



7

duas estruturas apresentarem a mesma função em grupos diferentes não significa que

sejam homólogas. Em relação aos caracteres análogos, apesar de possuírem a mesma

função, podem ter origens genéticas e filogenéticas distintas (Kardong, 2009).

Ao longo da história da taxonomia moderna, surgiram várias abordagens ou teorias que

resultaram em classificações baseadas em diferentes critérios de classificação. Das teorias

emergentes, duas devem ser evidenciadas: a abordagem Fenética e a abordagem

Cladística.

Abordagem Fenética

Surge no final da década de 50 a taxonomia numérica ou Fenética. Esta teoria

assentava no conceito de “overall similarity” (similaridade global), que consistia na

semelhança geral dos organismos. O grande objetivo era a obtenção de classificações

objetivas e operacionais. As classificações baseadas nesta teoria deveriam facilitar o estudo

da diversidade da vida, deixando em segundo plano a história evolutiva dos organismos

(Santos, 2008).

Para a obtenção de uma classificação seria necessário, numa primeira fase, calcular o

coeficiente de similaridade entre organismos. Este cálculo resultava de um levantamento da

presença ou ausência de um grupo de características, que devia ser o maior possível para

facilitar a análise do aspeto global dos organismos. Posteriormente, eram construídas

matrizes com os valores de similaridade. Estes eram depois traduzidos, através de

algoritmos informáticos, em coeficientes de similaridade e apresentados sobre a forma de

fenogramas, como é possível observar na figura 3 (Mayr, 1974; Santos, 2008).

Fig. 3 - Exemplo de um fenograma, onde está representado o coeficiente de similaridade no eixo do X (Guevara & Benitez de Rojas, 2004).

Abordagem Cladística (ou Sistemática Filogenética)

Na tentativa de aliar a objetividade da fenética com uma perspetiva evolutiva, Henning

introduz com a sua obra Phylogenetic Systematics (1965) um método para a reconstrução

de relações filogenéticas (Santos, 2008; Wiley, 2010). Segundo Henning (1965), o trabalho



8

da sistemática filogenética é o estudo das relações filogenéticas existentes entre todas as

espécies existentes e a divulgação dos resultados desse estudo.

Henning (1965) defende ainda que, independentemente do nosso conhecimento, existe

uma relação filogenética, em grau variável, entre todas as espécies vivas e extintas. Um dos

objetivos do estudo dessas relações consiste em perceber qual o grau de proximidade entre

determinado grupo de organismos. Assim, o objetivo da sistemática filogenética seria a

construção de um sistema que fornecesse informações sobre a história evolutiva dos

organismos considerados.

Assim, surge a sistemática filogenética (ou cladística), que se apoia na organização dos

diferentes grupos, tendo como base a partilha de determinadas características provenientes

de um ancestral comum (Mayr, 1974; Brusca & Brusca, 2003). Segundo Mayr (1974, p.98),

“o passo mais importante da análise cladística é a tentativa de separar os caracteres

ancestrais (plesiomorfias) dos caracteres derivados (apomorfias) ”.

A base da análise cladística das relações de parentesco entre os diferentes grupos

prende-se com a partilha de um caracter derivado. Este representa uma novidade evolutiva,

relativamente ao ancestral (nesses casos é designado de sinapomorfia1). Determinado

caracter só pode ser considerado sinapomorfia num único nível filogenético, uma vez que é

um caracter herdado de um ancestral comum imediato. Assim, esse mesmo caracter

passará a constituir uma simplesiomorfia2 para os próximo níveis filogenéticos (Brusca &

Brusca, 2003).

A análise cladística é normalmente desenvolvida tendo em consideração quatro fases:

(1) identificação dos caracteres que se pretende analisar nos grupos estudados; (2)

elaboração da hipótese sobre a evolução de determinado caracter; (3) construção de um

cladograma com a hipótese lançada para a possível história evolutiva dos grupos

analisados; (4) e por fim proceder ao teste do cladograma utilizando outros dados (Brusca &

Brusca, 2003). Assim, a análise cladística tem como base as homologias entre os caracteres

analisados e, deste modo, um cladograma traduz uma hierarquia de homologias (Santos,

2008).

Os cladogramas constituem representações gráficas que pretendem traduzir hipóteses

sobre as relações de parentesco entre os diferentes grupos de organismos estudados.

Normalmente, são representados grupos monofiléticos3 (ou clados) (Understandig Evolution,

2014). Na figura 4, está representado um cladograma onde as caixas a cor (amarelo,

1 Sinapomorfia, também designada como característica derivada partilhada. 2 Simplesiomorfia, também designada como característica ancestral partilhada. 3 São aqueles que compreendem o ancestral comum e todos os seus descendentes, ou seja é considerado um grupo natural. Existem também grupos parafiléticos (constituídos pelo ancestral comum mas não contem todos os seus descendentes) e grupos polifiléticos (constituídos por seres vivos que tem origem em ancestrais distintos).



9

vermelho, verde e azul) representam diferentes clados (grupos de organismos relacionados

por descendência direta).

Fig. 4 - Cladograma com diferentes clados assinalados (amarelo, vermelho, verde e azul) (Understanding Evolution, 2014).

Por vezes utilizamos o termo árvore filogenética quando nos referimos a um cladograma.

Em alguma da literatura da especialidade os dois termos são utilizados como sinónimos. No

entanto, para alguns biólogos, os termos cladograma e árvore filogenética têm significados

distintos. Para alguns um cladograma é a representação de uma hipótese da história

evolutiva de um grupo de indivíduos, enquanto uma árvore representa a história evolutiva do

grupo (Understanding Evolution, 2014).

Outra distinção que é assinalada entre um cladograma e uma árvore filogenética é o

tamanho dos ramos. Alguns autores consideram que no cladograma o seu comprimento é

aleatório, enquanto os ramos da árvore possuem um tamanho proporcional ao número de

caracteres alterados (Understanding Evolution, 2014). Para este trabalho a diferença entre

os dois termos não é importante, o essencial é que a hipótese da história evolutiva de um

determinado grupo de seres vivos seja representada em forma de árvore.

Construção e interpretação de árvores filogenéticas

Uma árvore filogenética (figura 5) representa as relações de parentesco entre grupos de

organismos (taxa) e a evolução divergente desse grupo ao longo do tempo. Por isso, é

fundamental que todas as árvores filogenéticas possuam representada uma escala do

tempo. Independentemente do tipo de relações que representa (entre espécies ou outros

grupos taxonómicos), todas as árvores filogenéticas traduzem o mesmo tipo de informação.

Todas as representações filogenéticas fornecem dados sobre um padrão de ascendência, a

evolução divergente dos grupos considerados e os descendentes do ancestral representado

(Gregory, 2008).

Fig. 5 - Árvore filogenética (adaptada de: Understanding Evolution, 2014).



10

Na sistemática recorre-se, frequentemente, ao princípio da parcimónia, ou seja, defende-

se que a relação de parentesco com o menor número de passos evolutivos é a que

corresponde à mais provável de ter ocorrido. Desta forma, recorre-se a este princípio de

forma a obter árvores com poucos passos evolutivos e, consequentemente, com menor

redundância (Brusca & Brusca, 2003).

Processos de formação e evolução dos magmas

As rochas magmáticas resultam do arrefecimento e solidificação do magma (material

rochoso fundido e móvel). A petrologia ígnea ocupa-se do estudo das rochas magmáticas e

dos processos que estão na sua origem (Carvalho, 2002; Frost & Frost, 2014; Winter, 2014).

As rochas magmáticas apresentam várias características (como textura e constituição

mineral) que nos fornecem informações sobre as condições vigentes no momento da sua

formação.

As rochas magmáticas são divididas em rochas extrusivas, hipabissais ou intrusivas. As

primeiras são as que resultam da solidificação do magma à superfície, enquanto as

intrusivas são formadas em profundidade. As rochas hipabissais são as intermédias, que se

formam a profundidades baixas. Através da observação do tamanho e forma dos cristais

presentes nas rochas é possível perceber qual o seu ambiente de formação (Carvalho,

2002; Grotzinger Jordan, Press & Siever, 2007).

A classificação das rochas magmáticas pode ser realizada tendo em consideração a

textura ou a composição química e mineralógica. Relativamente à textura, as rochas podem

ser classificadas como possuindo textura fanerítica, textura afanítica ou textura vítrea. As

rochas com textura fanerítica apresentam cristais observáveis à vista desarmada, são

normalmente rochas intrusivas. As rochas que solidificam à superfície podem apresentar

uma textura afanítica, rochas cujos cristais não são distinguíveis sem a ajuda de um

microscópio petrográfico, ou textura vítrea (não evidenciam a formação de cristais). As

rochas hipabissais apresentam uma textura porfírica4, considerada intermédia (Carvalho,

2002; Grotzinger et al., 2007).

Mesmo diferindo em termos de textura, as rochas intrusivas e extrusivas podem

apresentar a mesma composição química e mineralógica (Grotzinger et al., 2007). O maior

constituinte das rochas magmáticas é a sílica (dióxido de silício) que, normalmente,

representa 40% a 70% da composição da rocha (Walther, 2005). A percentagem de sílica

relativamente aos outros constituintes da rocha é um dos principais critérios utilizados na

classificação das rochas magmáticas. Estas podem ser, por ordem crescente de

4 Textura normalmente associada às rochas porfiroides. Consiste na ocorrência de cristais de grandes dimensões (fenocristais) numa matriz de granulometria diferente. A matriz pode possuir uma textura fanerítica, afanítica ou vítrea.



11

percentagem relativa de sílica, ultramáficas, máficas, intermédias ou félsicas (Walther, 2005;

Grotzinger et al., 2007).

Atualmente, a determinação da percentagem sílica nas rochas magmáticas baseia-se na

presença de minerais que apresentam este dióxido na sua composição (silicatos)

(Grotzinger et al., 2007). Os silicatos (quartzo, feldspatos, grupo das olivinas, grupos das

piroxenas, grupo das anfíbolas, micas5, entre outros) são os minerais que apresentam maior

protagonismo o estudo das rochas magmáticas (Carvalho, 2002). Os minerais félsicos

(quartzo, feldspatos e moscovite) são os que apresentam mais percentagem de sílica na sua

composição. Os minerais máficos (olivinas, piroxenas, anfíbolas e biotite) são os que

apresentam menor percentagem de sílica (Walther, 2005; Grotzinger et al., 2007).

Como a própria denominação sugere, as rochas ultramáficas e máficas são ricas em

minerais máficos e as rochas félsicas são ricas em minerais félsicos. As rochas intermédias

possuem na sua composição os dois tipos de minerais, em percentagens equivalentes

(Walther, 2005; Grotzinger et al., 2007). Na figura 6 está representada o modelo de

classificação de alguns exemplos de rochas magmáticas tendo em consideração a sua

composição química e mineralógica.

Fig. 6 - Modelo de classificação de rochas magmáticas, considerando a sua composição química e mineralógica (adaptado de

Grotzinger et al., 2007, p.82).

Formação do magma

Os magmas que estão na origem das rochas magmáticas existentes no nosso planeta

resultam da fusão de material rochoso, existente na crusta e no manto superior. A formação

deste material fundido ocorre, normalmente, a temperaturas que variam entre os 700oC e os

1200oC e a pressões que rodam as 3 ou 4 atm (atmosferas) a cerca de 10 km de

profundidade. Na maioria das vezes, estas condições só se verificam em profundidade.

Excecionalmente, podem-se verificar as condições necessárias para a formação de magmas

à superfície, devido a impactos de corpos celestes com a superfície terreste (Best &

Christiansen, 2001; Carvalho, 2002).

5 As micas são um grupo de minerais, os mais relevantes para este trabalho são a moscovite e a biotite.



12

A fusão de rochas da crusta está muitas vezes associada a processos orogénicos,

enquanto a fusão de material rochoso presente no manto é praticamente independente

deste tipo de processos, estando mais relacionada com alterações de pressão. Quando à

sua composição, o magma é um líquido constituído por substâncias químicas,

maioritariamente silicatos, que necessita de determinadas condições para se manter pelo

menos parcialmente fundido (Carvalho, 2002; Winter, 2014).

A temperatura na Terra aumenta com a profundidade, devido ao gradiente geotérmico6.

Este aumento da temperatura deve-se às grandes concentrações de isótopos radioativos

existentes nas rochas da crusta e do manto superior (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995).

Por vezes, quando uma rocha é exposta a um determinado intervalo de temperaturas, não

ocorre fusão total do material rochoso. Tal deve-se aos diferentes pontos de fusão dos

minerais. Assim, através da fusão parcial, há formação de um magma com duas

componentes, uma sólida e uma líquida, que caso as condições não se alterem se mantem

parcialmente fundido (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995; Grotzinger et al., 2007).

A temperatura é um fator importante na fusão do material rochoso. No entanto, as

variações de pressão são os principais responsáveis dos grandes volumes de fundido

existente na Terra. Devido ao peso das rochas suprajacentes, o aumento da profundidade

resulta num aumento da pressão. As grandes pressões do interior da Terra são

responsáveis pelo estado sólido das rochas do manto e da crusta, uma vez que são

necessárias temperaturas mais elevadas para a sua fusão7. Da mesma forma que o

aumento da pressão aumenta o ponto de fusão de uma rocha, a diminuição da pressão leva

à diminuição da temperatura de fusão da mesma (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995;

Grotzinger et al, 2007).

A quantidade de água presente nas rochas também altera o seu ponto de fusão. Mesmo

em pequenas quantidades a água diminui o ponto de fusão do material rochoso. Quando se

verificam condições de altas pressões, o efeito da água no ponto de fusão das rochas é

potenciado. Isto acontece porque com o aumento da pressão, há mais condução de água

para as rochas, sendo um fenómeno muito importante nas zonas de subducção. Também a

elevada quantidade de água nas rochas sedimentares, tem um importante papel na fusão

das rochas no interior da Terra (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995; Albarède, 2003;

Grotzinger et al., 2007).

6 Variação da temperatura com o aumento da profundidade, havendo uma variação média de 1oC por 30m de profundidade, não sendo constante em todos os locais. O gradiente geotérmico é uma consequência da dissipação da energia interna da Terra (Carvalho, 2002). 7 Quando sujeitos a grandes pressões os iões e os átomos de um sólido cristalino necessitam de uma energia térmica superior para vibrarem e assim quebrarem as suas ligações. Este fenómeno é responsável pelo aumento da temperatura de fusão de uma rocha quando esta se encontra a uma pressão superior (Winter, 2014).



13

Em termos composicionais, o magma é constituído por poucos elementos químicos,

sendo os principais oxigénio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio, que

na maioria das vezes são expressos sob a forma de óxidos. No entanto, os silicatos são os

mais abundantes (Best & Christiansen, 2001; Carvalho, 2002), sendo a quantidade de sílica

(SiO2) presente no magma um dos parâmetros mais importante para a sua classificação.

Dependendo do local onde são formados, a composição dos magmas pode variar muito.

Através da análise da riqueza em sílica de um magma, podemos classificá-lo como basáltico

(pobre em sílica), andesítico (composição intermédia) ou riolítico (rico em sílica). Estes

magmas dão origem a rochas máficas, intermédias ou félsicas, respetivamente (Grotzinger

et al., 2007).

O magma basáltico é formado pela fusão parcial do manto superior e o seu ponto de

fusão é elevado. Pela mistura de material rochoso proveniente de rochas sedimentares e de

basaltos oceânicos, podem formar-se magmas andesíticos, que são abundantes nas zonas

de subducção. Por sua vez, os magmas riolíticos são formados quando ocorre a fusão de

rochas sedimentares, metamórficas e ígneas, existentes na crusta continental, possuindo

um ponto de fusão relativamente baixo (Albarède, 2003; Grotzinger et al., 2007).

Evolução magmática

Desde a sua formação até à completa solidificação, o magma sofre várias alterações em

termos composicionais (Raymond, 1995). Estas são frequentemente denominadas por

evolução magmática. São vários os processos que após a massa magmática estar formada

contribuem para a sua evolução como, por exemplo, a assimilação e a mistura de magmas.

No entanto, o mais conhecido e também mais significativo é a diferenciação magmática por

cristalização fracionada.

A diferenciação magmática é definida como qualquer processo que possa levar à

alteração magma parental após a sua formação, produzindo um magma ou uma rocha

magmática composicionalmente diferente (Raymond, 1995; Frost & Frost, 2014; Winter,

2014). A diferenciação magmática compreende dois processos fundamentais: a cristalização

fracionada e a separação. A segregação das duas fases promove a diferenciação de um

magma em diferentes partes composicionais (Best & Christiansen, 2001; Winter, 2014).

A cristalização fracionada foi inicialmente mencionada por Darwin em 1835 e, mais

tarde, por Bowen em 1928, que se referiu a este processo como “cristalização-

diferenciação”, para realçar o facto de haver a separação entre o fundido e os cristais que se

iam formando, e que por diferenças de densidade precipitavam (Best & Christiansen, 2001).

Este processo ocorre devido às diferenças nos pontos de fusão e, consequentemente, nos

pontos de cristalização dos minerais. Assim, à medida que o magma vai arrefecendo,



14

coexistem diferentes fases, os minerais recentemente formados, alguns gases que o

acompanham e uma fase líquida que vai ficando cada vez mais empobrecida em certos

elementos (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995; Carvalho, 2002; Grotzinger et al., 2007).

Outro processo fundamental na diferenciação magmática é a separação das diferentes

fases que constituem o magma (separação dos minerais que se vão formando do restante

liquido). A separação é dependente de alguns contrastes entre a fase sólida e a líquida

como, por exemplo, a diferença de densidades. Assim, a gravidade torna-se um dos

principais motores para a diferenciação (Frost & Frost, 2014; Winter, 2014).

No desenvolvimento dos seus trabalhos sobre a cristalização dos magmas, Bowen

determinou as sequências de cristalização dos silicatos durante a solidificação de um

magma máfico. Estas séries de reação são baseadas no facto de os minerais que se vão

formando continuarem em contacto com o magma que se mantem líquido. Desta forma, à

medida que as condições de temperatura se vão alterando, os minerais formados continuam

a reagir com o magma residual, formando novos minerais (Chernicoff & Venkatakrishnan,

1995; Carvalho, 2002).

Segundo os trabalhos de Bowen, os minerais silicatados podem solidificar seguindo

duas séries reacionais, representadas na figura 7. A série descontínua, demonstra a

sequência de cristalização de minerais ferromagnesianos, como a olivina, piroxena, anfíbola

e biotite. A série contínua, mostra a sequência de cristalização das plagioclases. Após a

formação dos minerais máficos e das plagioclases, o magma fica relativamente enriquecido

em sílica e potássio, formam-se os minerais de feldspato potássico, moscovite e quartzo

(Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995; Carvalho, 2002).

Fig. 7 - Séries reacionais de Bowen (adaptada de Grotzinger et al., 2007).

À medida que um magma máfico vai arrefecendo, o primeiro mineral a cristalizar é a

olivina, que apresenta baixo teor em sílica e uma estrutura interna relativamente simples. Ao

ocorrer a cristalização da olivina, algum ferro e magnésio vão desaparecendo do magma

parental, aumentando a concentração relativa de outros iões. Se a temperatura continuar



15

diminuir, a olivina dispersa continua a reagir com o magma, que se mantem líquido. Vão

sendo incorporados outros elementos na sua composição, acabando por alterar a sua

estrutura, originando minerais de piroxena, anfíbolas e, por fim, cristais de biotite (Chernicoff

& Venkatakrishnan, 1995).

As transformações de uns minerais noutros acontecem porque, à medida que a

temperatura vai diminuindo, os minerais já formados são sujeitos a novas condições de

temperatura. Para contrariar a instabilidade criada pelas temperaturas mais baixas, sofrem

alterações de forma a torná-los mais estáveis à nova temperatura. No fim desta série, os

iões e átomos do ferro e do magnésio já cristalizaram e os minerais que cristalizam após a

biotite já não possuirão ferro nem magnésio na sua composição. A sequência de

cristalização dos minerais ferromagnesianos é denominada por descontínua, uma vez que

além da alteração química, os minerais sobrem alterações a nível da estrutura interna

(Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995).

Simultaneamente, à cristalização da série descontínua, ocorre a cristalização da série

contínua. Esta é assim denominada uma vez que os minerais formados apenas sofrerem

alterações a nível composicional, mantendo-se iguais a nível estrutural. À mesma

temperatura de cristalização da olivina e da piroxena, a plagioclase cálcica está também em

condições de cristalizar. Tal como os minerais ferromagnesianos, as plagioclases cálcicas

continuam a interagir com o magma ainda líquido. Gradualmente, os iões de cálcio são

substituídos por iões sódio e os cristais são convertidos em plagioclase sódica (Chernicoff &

Venkatakrishnan, 1995; Carvalho, 2002; Grotzinger et al., 2007).

Quando o magma arrefece lentamente, os iões de sódio invadem gradualmente os

minerais de anortite (plagioclase cálcica), começando pelo exterior e espalhando-se a todo o

mineral. No entanto, nem sempre o magma arrefece a uma velocidade suficientemente lenta

para que isso aconteça. Deste modo, os iões sódio invadem a plagioclase cálcica

exteriormente, mas não se dispersam por todo o mineral, resultando assim, em plagioclases

zonadas (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995; Carvalho, 2002).

Depois das plagioclases e dos minerais ferromagnesianos cristalizarem, dependendo

das condições a que está sujeito, cerca de 10% do magma parental mantem-se líquido.

Nesta situação e dependendo da composição inicial do magma, o líquido residual apresenta

grandes concentrações de sílica, alumínio e potássio. Assim, o feldspato potássico, a

moscovite e o quartzo são os últimos minerais a ser formados (Chernicoff &

Venkatakrishnan, 1995; Carvalho, 2002).

As séries reacionais de Bowen permitem explicar como é que determinados minerais

raramente se encontram na mesma rocha e porque alguns minerais aparecem

frequentemente acompanhados por outros. Contudo, nem sempre se verificam as condições



16

ideais para que os equilíbrios sejam alcançados durante o processo. Assim, é possível

encontrar rochas que contenham por exemplo, olivina e algum quartzo.

As séries de Bowen foram desenvolvidas em laboratório e, como tal, foram testadas em

condições ideias para que o processo ocorra sem modificações. No entanto, na natureza,

raramente se verificam as condições ideais, para que o processo decorra sem perturbações.

Assim, são frequentes as situações que resultam na remoção física dos minerais que se vão

formando (Frost & Frost, 2014). Desta forma, os minerais e o magma, que se mantem

líquido, não podem reagir e os seus iões deixam de estar disponíveis, impedindo a formação

de outros minerais. Estas situações alteram a composição do magma inicial e, portanto,

alteram a composição das rochas que se irão formar a partir deste (Chernicoff &

Venkatakrishnan, 1995; Grotzinger et al., 2007).

Bowen acreditava que todas as rochas eram originadas através da diferenciação e

cristalização de magmas máficos. No entanto, outros trabalhos de campo realizados

posteriormente mostram que os processos estudados por Bowen não eram suficientes para

explicar toda a diversidade de rochas magmáticas existentes na Terra. Hoje sabemos que a

fusão de vários tipos de rochas em diversos locais e os processos de fusão parcial dão

origem a outros tipos de magma (intermédios e félsicos) (Grotzinger et al., 2007).

A assimilação (ou contaminação) também constribui para a evolução magmática, e

ocorre quando na ascensão do magma à superfície, devido às elevadas temperaturas, este

acaba por assimilar fragmentos de rocha – xenólitos - que se vão libertando das rochas

encaixantes. Os xenólitos à medida que vão sendo incorporados no magma alteram a

composição do mesmo (Raymond, 1995; Grotzinger et al., 2007; Frost & Frost, 2014).

A mistura de magmas também pode contribuir para a evolução magmática. Quando, nas

câmaras magmáticas, se encontram dois magmas de composição magmática distinta, pode

ocorrer mistura dos dois, resultando num terceiro magma, com composição diferente dos

dois que lhe deram origem. Por vezes, os magmas que se encontram simultaneamente na

câmara magmática não se misturam – são imiscíveis. Nestes casos, também se formam

corpos magmáticos distintos que originam rochas magmáticas com duas áreas que

apresentam composições muito diferentes (Raymond, 1995; Grotzinger et al., 2007; Frost &

Frost, 2014; Winter, 2014).

1.3. Enquadramento curricular

Hoje, os desafios impostos pela nova sociedade implicam uma adaptação dos currículos

escolares às suas exigências. Assim, é necessário que sejam valorizadas as atividades que

desenvolvam as capacidades concetuais, procedimentais e atitudinais das novas gerações.

O programa de Biologia e Geologia do 11º ano de escolaridade (Ministério da Educação,



17

2003) complementa os conhecimentos conceptuais com sugestões metodológicas que

permitem dinamizar o ensino das diferentes temáticas. A implementação de atividades

laboratoriais e de atividades que possibilitam a discussão e a integração dos conteúdos

concetuais é uma das sugestões para alcançar esse objetivo.

Biologia

O tema abordado no projeto de Biologia – Árvores Filogenéticas – enquadra-se no

capítulo “Sistemas de Classificação” da Unidade 8 - “Sistemática dos Seres Vivos”. Segundo

as recomendações do programa, a abordagem deste tema deve ter como orientação a

questão “Face à diversidade, que critérios para sustentar um sistema de classificação dos

Seres Vivos?” (Ministério da educação, 2003). Na tabela 1 estão representadas as

recomendações do Ministério da Educação (2003) para a exploração do tema selecionado.

Tabela 1 – Recomendações para a exploração da unidade 8 do programa de Biologia e Geologia do 11º ano (adaptado de Ministério da Educação, 2003).

Conteúdos concetuais

Conteúdos procedimentais

Conteúdos atitudinais

Recordar e/ou enfatizar Evitar Conceitos/palavr

as-chave

1. Sistemas de classificação

1.1. Diversidade de critérios

1.2. Taxonomia e Nomenclatura

Integrar e contrastar perspetivas e argumentos associados aos diferentes sistemas de classificação que foram elaborados. Distinguir sistemas de classificação práticos/racionais, artificiais/naturais e filogenéticos. Utilizar chaves dicotómicas simples e regras básicas de nomenclatura.

Reconhecimento da importância dos conhecimentos de taxonomia e nomenclatura para o estudo da Biologia. Valorização do conhecimento da história da ciência para compreender as perspetivas atuais.

Os critérios subjacentes a cada tipo de classificação, bem como as respetivas vantagens e limitações. A sistemática como conceito abrangente que engloba modelos evolutivos e taxonomia. A universalidade e a hierarquia das categorias taxonómicas. A importância de regras de nomenclatura uniformes e consensuais.

A exploração exaustiva de todos os contributos históricos para a evolução dos sistemas de classificação.

Sistemas artificiais/naturais/práticos/racionais Sistemática Taxonomia Taxa Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Género, Espécie Árvore filogenética Nomenclatura binominal

O estudo dos sistemas de classificação dos seres vivos demonstra-se importante para o

desenvolvimento de cidadãos informados e conscientes. Através do estudo da filogenia,

podemos preparar os estudantes para a compreensão da Biologia, segundo uma perspetiva

evolutiva, e para compreenderem o tipo de investigação que se realiza nesta área da ciência

(Thanukos, 2009).

Geologia

A temática abordada na área científica de Geologia – Formação e evolução dos

magmas – encontra-se inserida no tema “Geologia, problemas e materiais do quotidiano”,

no capítulo “Processos e materiais geológicos importantes em ambientes terrestres”, no

subcapítulo “Rochas Magmáticas”. Na tabela 2 estão descritas as recomendações do

Ministério da Educação (2003) para a exploração do subcapítulo.



18

Tabela 2 – Recomendações para a exploração do tema “Rochas Magmáticas” (adaptado de Ministério da Educação, 2003).

Conteúdos concetuais

Recordar e/ou enfatizar Evitar Conceitos/palavras-chave

Magmatismo. Rochas Magmáticas.

A classificação das rochas magmáticas com base no ambiente de consolidação dos magmas.

O estudo descontextualizado das rochas magmáticas sem relação direta com o processo que presidiu à sua formação e com os ambientes geodinâmicos em que se produzem.

Composição dos magmas (pobres em sílica, ricos em sílica, magmas com composição intermédia. Diferenciação magmática/cristalização fracionada. Minerais. Matéria cristalina. Isomorfismo e polimorfismo

1.4. Problema de investigação

O problema da investigação é “Os estudantes constroem árvores filogenéticas e

aprendem processos de formação e evolução dos magmas, através do trabalho

laboratorial segundo a ABRP?”.

1.5. Objetivos de investigação

A finalidade desta investigação científico-didática era contribuir para o desenvolvimento

profissional da professora em formação inicial e promover a utilização do trabalho

laboratorial, segundo a metodologia ABRP, no ensino das ciências.

Os objetivos gerais do presente estudo são (i) potenciar a aprendizagem das temáticas

pretendidas e o desenvolvimento de capacidades investigativas e de argumentação,

recorrendo ao trabalho laboratorial segundo a metodologia ABRP; e (ii) verificar se os alunos

com mais dificuldades conseguem aprender os conteúdos e capacidades pretendidos. Uma

vez que a investigação realizada apresenta duas componentes, uma na área científica de

Biologia e outra na área científica de Geologia, ambas possuem objetivos específicos que se

pretendiam alcançar.

Os objetivos específicos que se pretendiam alcançar na componente da Biologia são: (1)

sensibilizar os alunos para a importância dos sistemas de classificação, nomeadamente das

árvores filogenéticas, na investigação científica; (2) potenciar a aprendizagem dos alunos na

construção e interpretação das árvores filogenéticas, recorrendo ao trabalho laboratorial; (3)

potenciar o desenvolvimento, por parte dos alunos, de capacidades investigativas,

argumentativas e criticas, (4) avaliar a eficiência da atividade desenvolvida.

Relativamente à componente da Geologia, os objetivos específicos que se pretendiam

alcançar são: (1) detetar os temas dos conteúdos programáticos de Geologia (Ano 2) com

subaproveitamento no ano letivo anterior; (2) construir materiais que permitam a abordagem

do tema selecionado; (3) potenciar a aprendizagem dos alunos sobre o tema formação e

evolução dos magmas através da metodologia ABRP com recurso ao trabalho laboratorial;

(4) potenciar o desenvolvimento, por parte dos alunos, de capacidades investigativas,

argumentativas e criticas, (5) avaliar a eficiência da intervenção.

.



19

2. Metodologia de investigação

2.1. Programa de intervenção de Biologia

A intervenção respeitante à componente da Biologia consistiu numa atividade

laboratorial (adaptada de National Science Foundation, 1998) preparada segundo a

metodologia ABRP.

Devido à variedade e complexidade de caracteres dos seres vivos, seria demasiado

complexo propor a estudantes do ensino secundário a construção de uma árvore

filogenética de grupos reais de organismos. Para ultrapassar esta situação, recorre-se

frequentemente a grupos imaginários de seres vivos, desenvolvidos para facilitar a aplicação

deste tipo de atividades na sala de aula. O género Barbellus e o grupo Caminalcules são

dois exemplos.

Grupos de seres vivos imaginários

O género Barbellus (figura 8) é um grupo imaginário, desenvolvido pela National Science

Foundation, constituído por dez indivíduos, que representam dez espécies diferentes. Foram

concebidos para demonstrar um padrão de evolução divergente e o tipo de variações

morfológicas que podem ocorrer ao longo do tempo.

Fig. 8 – Representação das dez espécies do género Barbellus (National Science Foundation, 1998).

Outro grupo imaginário utilizado neste trabalho é o grupo Caminalcules, desenhados

por Joseph H. Camin, que possui 62 formas diferentes. Uma vez que é um grupo muito

extenso, é mais adequado para atividades a nível do ensino superior. No entanto, é

possível escolher algumas representações dos grupos para o desenvolvimento de

atividades a nível do ensino secundário. Na figura 9 estão representados os organismos

selecionados para esta investigação.



20

Fig. 9 - Representação de 6 espécies do grupo Caminalcules.

Procedimento

A intervenção em sala de aula sobre o tema de Biologia selecionado foi dividida em duas

etapas, a atividade e a sistematização. A atividade laboratorial foi realizada numa aula de

125 minutos (50 + 50 + 25 minutos) e a sistematização da atividade foi concretizada numa

aula de 50 minutos.

Iniciou-se a aula laboratorial com a apresentação do cenário-problemático “Evolução do

género Barbellus”. Os estudantes foram divididos em grupos de três ou quatro elementos e

planificaram a atividade. Posteriormente, foi promovida uma discussão em grupo-turma que

pretendia apurar um possível procedimento para a resolução da questão problema

apresentada. As sugestões dos estudantes foram concordantes com o procedimento

previamente preparado pela professora (apêndice I). Ao longo da atividade, foi elaborado

um Vê de Gowin, que mais tarde foi utilizado como elemento de avaliação.

A atividade consistia em explorar um modelo (previamente construído com materiais

comuns do quotidiano, como caixas de arrumação, algodão, esferovite, espuma e panos de

cozinha) de uma sequência estratigráfica (figura 10a). A construção do modelo foi baseada

no esquema representado na figura 10b.

Através da análise do modelo fornecido, os estudantes deveriam retirar informações

sobre a idade relativa dos “fósseis” encontrados (no modelo foram colocadas

representações esquemáticas que pretendiam simbolizar exemplares de fósseis

encontrados em estratos reais). Posteriormente, foram fornecidas aos estudantes

Fig. 10a e 10b – Modelo da sequência estratigráfica (10a). Esquema da sequência estratigráfica (10b) (National Science Foundation, 1998).



21

representações esquemáticas maiores (figura 11), feitas de cartão, de forma a facilitar a sua

manipulação. Com base nas informações retiradas da sequência estratigráfica e nas

características das imagens fornecidas, os estudantes construíram árvores filogenéticas

(figura 12) do género Barbellus.

Após todos os grupos construírem a sua árvore filogenética, esta foi transposta para o

quadro (figura 12). Depois cada grupo selecionou um porta-voz para apresentar e defender

a hipótese do grupo para a história evolutiva de Barbellus. A argumentação preparada pelo

grupo deveria conter alguns conceitos salientados no inicio da atividade (como caracter

ancestral e derivado, variabilidade de características, evolução divergente, entre outros) e

ainda relacionar a temática evolução biológica com os sistemas de classificação,

nomeadamente as árvores filogenéticas.

Na aula de sistematização foi apresentada e discutida a árvore filogenética construída.

Foram também discutidos alguns pontos que tinham ficado mal esclarecidos. A avaliação da

eficiência da atividade laboratorial promovida foi efetuada em três fases distintas, como

indicado na tabela 3.

Fig. 11 - Representações esquemáticas de algumas espécies de Barbellus.

Fig. 12 - Exemplos de árvores filogenéticas elaboradas por um grupo de alunos.



22

Tabela 3 - Síntese do plano de ação da intervenção referente à Biologia.

Intervenção Etapa 1 Atividade laboratorial

Etapa 2 Sistematização

Avaliação

Momento 1 Vê de Gowin/Grelha de Observação

Momento 2 Teste 1

Momento 3 Teste teórico-prático

2.2. Programa de intervenção de Geologia

A intervenção referente à componente da Geologia, consistiu numa atividade

laboratorial, preparada segundo a metodologia ABRP. Esta foi dividida em duas pequenas

atividades, uma sobre “fusão parcial” adaptada da atividade de King (2010) e outra relativa à

“cristalização dos magmas” adaptada do trabalho desenvolvido por Pflug (2012).

Procedimento

Posteriormente à seleção do tema de Geologia, realizou-se um teste diagnóstico de

forma a apurar quais as dificuldades específicas dos estudantes. Este teste foi elaborado no

software Hot Potatoes, de forma a ser preenchido pelos estudantes nos computadores

portáteis disponíveis na escola. Após a análise dos dados do teste diagnóstico, foi

disponibilizado um documento de revisão, num momento anterior à aula. Este documento

tinha como objetivo a revisão de conteúdos lecionados em anos anteriores e noutras áreas

curriculares, que seriam essenciais para a melhor compreensão da temática “formação e

evolução dos magmas”.

A intervenção, em sala de aula, da temática da área da Geologia decorreu em duas

etapas. A primeira referente a uma aula laboratorial de 125 minutos (50 + 50 + 25 minutos).

A segunda ocupou uma aula de 100 minutos (50 + 50 minutos). As atividades desenvolvidas

na aula laboratorial foram utilizadas como introdução ao tema que se pretendia estudar.

A atividade correspondente ao processo da fusão parcial (figura 13) foi orientada pelas

questões “Como se formam os magmas?” e “De que forma o processo de fusão parcial está

envolvido na formação dos magmas?”. Após os estudantes planificarem, em grupo, a

atividade laboratorial, o protocolo sugerido foi analisado em grupo-turma. A sugestão dos

estudantes foi concordante com o protocolo previamente preparado (apêndice II).

Fig. 13 - Resultados obtidos, pelos alunos, na atividade sobre fusão parcial.



23

A atividade referente às condições de cristalização dos magmas (figura 14) foi orientada

segundo as questões “Como se formam os cristais?” e “Porque é que as rochas magmáticas

têm cristais com tamanhos diferentes?”. Tal como na primeira atividade, após os estudantes

planificarem a atividade a realizar, foi disponibilizado um protocolo (apêndice III).

Enquanto a primeira atividade foi realizada em grupos de 3-4 elementos, a segunda foi

realizada em grupo-turma. Por este motivo, os estudantes elaboraram um Vê de Gowin

sobre a atividade referente ao processo da fusão parcial, este foi posteriormente utilizado

como elemento de avaliação.

O segundo momento de intervenção iniciou-se com a discussão dos resultados obtidos

nas atividades laboratoriais realizadas anteriormente. Esta discussão foi utilizada como

elemento introdutório no estudo do tema “formação dos magmas” e do tema “cristais e

matéria cristalina”, ambos importantes para a compreensão do tema “evolução magmática”.

O tema “evolução magmática”, foi introduzido com recurso a um cenário problemático.

Após a leitura do caso foram registados factos importantes e levantadas questões-problema,

que orientaram o restante tempo de aula. A avaliação da eficiência da intervenção, referente

à Geologia, foi efetuada em três momentos, como indicado na tabela 4.

Tabela 4 - Síntese do plano de ação da intervenção referente à Geologia

Avaliação Diagnóstico Recurso digital

Intervenção Etapa 1 Atividade laboratorial

Etapa 2 Aula

Avaliação

Momento 1 Vê de Gowin/Grelha de Observação

Momento 2 Teste Teórico-prático

Momento 3 Recurso digital

2.3. Amostra

A amostra selecionada para este estudo foi constituída por 53 estudantes, com

idades compreendidas entre os 16 e os 18 anos, de duas turmas de 11º ano do Curso

Científico-Humanístico de Ciências e Tecnologias, de uma escola pública do distrito do

Porto. Esta seleção resultou de uma amostragem não-probabilística por conveniência, uma

Fig. 14 - Resultados obtidos, pelos alunos, na atividade sobre cristalização dos magmas.



24

vez que foram utilizadas as duas turmas que interagiram com o núcleo de estágio, no ano

letivo em que se desenvolveu a PES. Não é pretendida a generalização dos resultados, uma

vez que não se pode afirmar que a amostra selecionada é representativa da população onde

está inserida. Ao longo do ano letivo, alguns estudantes foram transferidos das turmas em

que estavam inseridos. No entanto, uma vez que foram recolhidos alguns dados relativos a

esses indivíduos, foi tomada a decisão de mantê-los na amostra inicial.

Uma vez que se pretendia retirar alguns indicadores sobre a eficiência das atividades

realizadas em grupos de estudantes com níveis de aproveitamento diferentes, a amostra foi

dividida em duas classes. A classe A, com 24 indivíduos, foi constituída por estudantes

retidos (7 indivíduos) no ano letivo anterior e por alunos com classificação entre 10 e 13

valores na unidade curricular de Biologia e Geologia de 10º ano. A classe B, com 29

indivíduos, foi constituída por alunos cuja classificação na unidade curricular de Biologia e

Geologia de 10º ano variou entre 14 e 20 valores. Na tabela 5,encontra-se a distribuição,

relativamente ao género, dos dois grupos definidos.

Tabela 5 – Distribuição de géneros das duas classes que constituem a amostra.

Classe A Classe B Total

Género Feminino 8 17 25

Masculino 16 12 28

Total 24 29 53

2.4. Estudo de caso

O estudo de caso é uma das metodologias de investigação mais utilizada nos

estudos em ciências da educação. A vantagem do estudo de caso, relativamente a outras

metodologias, é permitir um estudo aprofundado do caso no seu contexto real (Yin, 2004).

Para esta metodologia é essencial a existência do “caso”, que constitui o objeto de estudo.

Segundo Merriam (1998, citado por Brown, 2008), o caso pode ser uma unidade, uma

entidade ou um fenómeno com barreiras que o investigador pode delimitar.

A escolha da amostra é intencional, (Bravo, 1992 citado por Coutinho, 2014), sendo

frequente o recurso a amostras não probabilísticas, como por exemplo, amostras de

conveniência (Carmo & Ferreira, 2008; Coutinho, 2014). Segundo Ponte (1994), recorre-se

ao estudo de caso quando se pretende retirar indicadores sobre determinado caso e não

quando se pretende generalizar os resultados.

O estudo de caso adota uma postura particular e heurística, uma vez que se foca

numa situação específica e procura perceber o que a caracteriza, contribuindo para a

compreensão global da situação estudada (Ponte, 1994; Gay, Mills & Airasian, 2011).

Segundo Yin (1994, citado por Coutinho, 2014), é a metodologia de eleição quando se

pretende explorar, descrever ou explicar determinada situação ou fenómeno.



25

Um estudo de caso pode ser holístico ou inclusivo. Tomando como exemplo uma

turma (Coutinho, 2014), esta pode ser analisada na sua globalidade (estudo de caso

holístico ou global) ou ser dividida em subunidades que obrigam a uma análise específica

(estudo de caso inclusivo). As subunidades no estudo do tipo inclusivo podem ser formadas

segundo critérios como o género e aproveitamento em certas disciplinas, entre outros

(Coutinho, 2014). Pelas suas características, a investigação realizada é um estudo de caso

inclusivo.

Segundo Yin (1994, citado por Coutinho, 2014) o estudo de caso consiste numa

investigação empírica, uma vez que estuda a entidade no seu contexto real, recorrendo a

várias fontes de dados. Normalmente, em educação, os estudos de caso qualitativos são os

mais comuns. No entanto, esta não é uma característica obrigatória desta metodologia

(Ponte, 1994). Coutinho (2014) corrobora a opinião de Yin (2004) quando refere que um

bom estudo de caso implica a utilização de múltiplas fontes de evidências, criando

condições para uma triangulação de dados. Esta é fundamental para ser possível assegurar

a credibilidade das conclusões retiradas.

2.5. Técnicas e instrumentos de recolha de dados

Todas as investigações, quer sejam de cariz qualitativo, quantitativo ou misto

obrigam a uma recolha de dados originais e fidedignos por parte do investigador (Coutinho,

2014). Cabe ao investigador escolher as técnicas e os instrumentos que considera mais

apropriados para o seu estudo, tendo em consideração os objetivos que pretende cumprir e

o tipo de análise que intenta realizar.

Neste estudo recorreu-se a vários instrumentos de recolha de dados, como grelhas

observações, testes (em suporte físico e digital) e relatórios do tipo Vê de Gowin. Estes

instrumentos foram selecionados por permitirem a recolha dos dados pretendidos e por,

simultaneamente, poderem ser utilizados como instrumentos de avaliação.

O estudo foi complementado com a aplicação de um questionário (adaptado de

Vasconcelos et al., 2012) de avaliação da metodologia utilizada (ABRP). Este questionário

foi anónimo e tinha como objetivo perceber qual a opinião dos alunos relativamente a cada

uma das atividades desenvolvidas.

Biologia

Durante a intervenção foi preenchida a grelha de observação. Este instrumento foi

baseado nas grelhas de observação construídas pelos professores do grupo disciplinar de

Biologia e Geologia da escola onde se realizou a PES. Pretendeu-se avaliar quatro

parâmetros: (i) Interesse, autonomia e curiosidade; (ii) Sentido de responsabilidade e



26

reflexão crítica; (iii) Cooperação com os outros; (iv) Apresentação e fundamentação da

opinião.

No final da intervenção, que corresponde ao primeiro momento de recolha de dados,

foram recolhidos os Vê de Gowin, elaborados pelos alunos, durante a atividade laboratorial.

Posteriormente, estes foram cotados tendo como base uma grelha de cotação adaptada da

que foi utilizada pelo grupo disciplinar de Biologia e Geologia, da escola onde se

desenvolveu a PES. Foi construído um Vê de Gowin de referência (apêndice IV), que

permitiu uma reflexão e ponderação sobre as cotações atribuídas. De salientar que os

estudantes estavam habituados à utilização frequente deste recurso didático.

No segundo momento de recolha de dados, foi elaborado um teste de avaliação que

pretendia aferir a aprendizagem dos estudantes, relativamente ao tema abordado durante a

intervenção. Nesse teste, foi inserida uma atividade de construção de uma árvore

filogenética de grupo de indivíduos. Os factos sobre as diferentes espécies utilizadas na

árvore encontravam-se descritos num texto que introduzia o exercício. Após a construção da

árvore filogenética, foi pedido aos alunos que justificassem a sua hipótese para a história

evolutiva representada. Desta forma, foi possível confirmar se os alunos conseguiam

mobilizar os conteúdos e capacidades desenvolvidos durante a atividade laboratorial. Foi

construída uma árvore filogenética de referência (apêndice V), que foi utilizada na cotação

do exercício.

No terceiro momento de recolha de dados, foi elaborado um teste de avaliação

teórico-prático, no qual foi pedido aos estudantes que construíssem, novamente, uma árvore

filogenética de um grupo de indivíduos. Foram fornecidas, aos alunos, representações

esquemáticas dos organismos (que pertenciam ao grupo imaginário Caminacules). Como

anteriormente, foi construída uma árvore de referência (apêndice VI) que foi a base da

cotação do exercício.

Geologia

A investigação preliminar realizada na componente de Geologia foi dividida em duas

fases. Na primeira, os dados foram recolhidos através de um questionário, onde estavam

identificados todos os temas abordados na Geologia de 11º ano. Foram selecionados 46

estudantes que tinham frequentado a disciplina no ano letivo anterior (2012/2013), dos quais

7 (estudantes retidos) estão incluídos na amostra da investigação descrita neste relatório.

Além dos estudantes, foram também inquiridos 4 professores que já tinham lecionado os

conteúdos pretendidos.

Após o tratamento dos dados dos questionários, foram selecionados os 5 temas mais

assinalados por alunos e professores. Posteriormente, foram entrevistados os 7 estudantes



27

retidos, de forma a averiguar quais as dificuldades específicas em cada temática assinalada.

O guião da entrevista encontra-se no apêndice VII.

Antes da intervenção na área da Geologia, foi elaborado um teste diagnóstico,

construído utilizando o software Hot Potatoes (apêndice VIII). Este possuía exercícios que

pretendiam avaliar as dificuldades em temas lecionados anteriormente, tanto na disciplina

de Biologia e Geologia como noutras áreas disciplinares como, por exemplo, a Química.

Estes temas seriam essenciais para a compreensão da temática que seria abordada na

intervenção.

No decorrer da intervenção, tal como ocorreu na componente de Biologia, foram

retirados registos que permitam o preenchimento das grelhas de observação, de forma a

avaliar as capacidades atitudinais desenvolvidas pelos estudantes, durante a intervenção.

No final da intervenção, foram recolhidos os Vê de Gowin elaborados pelos estudantes, que

foram cotados recorrendo a uma grelha de cotação adaptada da utilizada pelo grupo

disciplinar da escola. O Vê de Gowin de referência (apêndice IX) permitiu uma reflexão e

ponderação sobre as cotações atribuídas.

No segundo momento de recolha de dados, foi elaborado um teste de avaliação

(apêndice X) que pretendia aferir a aprendizagem dos estudantes, relativamente ao tema

trabalhado durante a intervenção. Foram inseridos no teste alguns exercícios que

pretendiam verificar se os estudantes seriam capazes de mobilizar as capacidades

concetuais desenvolvidas. Posteriormente, foi utilizado o software Hot Potatoes para

construção de um teste (apêndice XI) que pretendia recolher dados sobre a aprendizagem

dos estudantes relativamente à temática pretendida.

2.6. Tratamentos de dados

Para organizar os dados recolhidos, ao longo desta investigação, foram utilizadas

tabelas de frequências. Os dados recolhidos na investigação preliminar de Geologia e os

questionários de avaliação das intervenções não foram sujeitos a testes estatísticos. Na

primeira situação, não foi necessário a utilização de testes estatísticos para alcançar os

objetivos pretendidos. Relativamente aos questionários de avaliação, uma vez que foram

preenchidos em regime de anonimato, não foi possível a associação dos resultados às

classes previamente definidas.

Os restantes dados obtidos, tanto a nível da Biologia como da Geologia, foram tratados

estatisticamente recorrendo ao teste do qui-quadrado (2) (Tuckman, 2000) e ao teste de

Fisher (Samuels & Witmer, 2003). Estes testes foram aplicados para que fosse possível

verificar a existência de associações estatisticamente significativas entre as classes

consideradas e o tipo de resposta dos alunos.



28

Os testes estatísticos são utilizados para comparar os dados obtidos ao longo de uma

investigação, de forma a verificar se a probabilidade das diferenças observadas entre eles

serem baseadas no acaso (Tuckman, 2000). O teste do qui-quadrado (2) é um teste não

paramétrico, utilizado em tabelas de contingência, que compara as frequências observadas

com as frequências esperadas, verificando se as diferenças entre elas são estatisticamente

significativas (Tuckman, 2000; Ravid, 2011). Quando não é possível utilizar o teste de qui-

quadrado recorre-se ao teste exato de Fisher, que apenas pode ser aplicado a tabelas de

contingência 2x2 (Samuels &Witmer, 2003).

3. Resultados e discussão

3.1. Biologia

Primeiro momento de avaliação (Grelha de observação e Vê de Gowin)

Para facilitar a análise dos dados obtidos através das grelhas de observação

utilizadas na componente da Biologia, os quatro parâmetros foram analisados em separado.

Para efeitos de cálculo de qui-quadrado, as categorias “insuficiente” e “suficiente” foram

agrupadas.

Relativamente ao primeiro parâmetro de avaliação, “interesse, autonomia e

curiosidade” (tabela 6), podemos verificar que a maioria dos estudantes (70%) alcançou a

classificação “bom”. Analisando, em separado, as duas classes, podemos constatar que

esta tendência se mantem. Através destes dados podemos também verificar que existe uma

associação estatisticamente significativa entre a classificação obtida e a classe em que os

alunos estão inseridos (2 = 4,82; g.l = 1; <0,05).

Tabela 6 – Resultados relativos ao parâmetro “interesse, autonomia e curiosidade” na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

Insuficiente 4 0,17 1 0,03 5 0,09

Suficiente 6 0,25 3 0,10 9 0,17

Bom 12 0,50 25 0,86 37 0,70

Faltou 2 0,08 0 0 2 0,04

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

No que respeita ao parâmetro “sentido de responsabilidade e reflexão crítica” (tabela

7) a maioria dos estudantes (66%) atingiu a classificação “bom”, 26% obteve a classificação

“suficiente” e só 4% dos estudantes teve classificação considerada “insuficiente”. Mais uma

vez é possível verificar que existe uma associação estatisticamente significativa entre a



29

classificação dos alunos e a classe onde estes estão inseridos (2 = 8,06; g.l = 1; <0,05).

Ou seja, os alunos da classe B obtiveram, no geral, classificações superiores aos da classe

A.

Tabela 7 - Resultados relativos ao parâmetro “sentido de responsabilidade e reflexão crítica” na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

Insuficiente 2 0,08 0 0 2 0,04

Suficiente 10 0,42 4 0,14 14 0,26

Bom 10 0,42 25 0,86 35 0,66

Faltou 2 0,08 0 0 2 0,04

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Quanto ao parâmetro “cooperação com os outros” (tabela 8) 75% dos estudantes

obtiveram “bom” na classificação, 17% teve classificação “suficiente” e 4% obteve

classificação “insuficiente”. Relativamente ao parâmetro “apresenta e fundamenta a sua

opinião” (tabela 9), a percentagem de estudantes que obtiveram “suficiente” e “insuficiente”

foi igual (13%). A classificação “bom” foi alcançadas por 70% dos alunos. Tanto no

parâmetro “cooperação com os outros” (2 = 0,61; g.l = 1; > 0,05) como no parâmetro

“apresenta e fundamente a sua opinião” (2 = 1,54; g.l = 1; > 0,05), existe uma associação

entre a classe de alunos e a classificação obtida, contudo, esta não se revelou

estatisticamente significativa.

Tabela 8 - Resultados relativos ao parâmetro “cooperação com os outros” na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

Insuficiente 1 0,04 1 0,03 2 0,04

Suficiente 5 0,21 4 0,14 9 0,17

Bom 16 0,67 24 0,83 40 0,75

Faltou 2 0,08 0 0 2 0,04

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Tabela 9 - Resultados relativos ao parâmetro “apresenta e fundamente a sua opinião” na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

Insuficiente 5 0,21 2 0,07 7 0,13

Suficiente 3 0,13 4 0,14 7 0,13

Bom 14 0,58 23 0,79 37 0,70

Faltou 2 0,08 0 0 2 0,04

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00



30

No que diz respeito à análise das classificações obtidas pelos estudantes nos

relatórios tipo Vê de Gowin (tabela 10) podemos verificar que, 4% dos alunos não

entregaram o Vê de Gowin (o que corresponde à percentagem de estudantes que faltaram à

aula laboratorial). A maioria dos alunos (45%) obteve uma classificação entre 14 e 16

valores, 25% dos estudantes tiveram classificações iguais ou superiores a 17 valores e 19%

obteve notas entre os 10 e os 13 valores. Cerca de 8% dos alunos teve classificação inferior

a 9 valores. Para efeitos de cálculo do qui-quadrado, as categorias “0-9” e “10-13” e as

categorias “14-16” e “17-20” foram agrupadas e apenas foram considerados os indivíduos

respondentes.

A maioria dos estudantes (93%) da classe B obteve um nível considerado “bom” (14-

16 valores) ou “muito bom” (17-20 valores), os restantes 7% obteve uma classificação entre

os 10-13 valores. Relativamente à classe A, a percentagem de alunos que obteve um nível

“suficiente” foi igual à percentagem que obteve um nível “bom” (33%), apenas 8% obteve um

nível considerado “muito bom” e 17% teve negativa na cotação do Vê de Gowin. Pelos

resultados obtidos, é possível afirmar que existe uma associação estatisticamente

significativa entre a classificação obtida no relatório e a classe em que os alunos inseridos

(2 = 14,26; g.l = 1; <0,05).

Tabela 10 – Resultados relativos ao Vê de Gowin na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).

Classificação/classe Classe A Classe B Total

fa fr fa fr fa fr

0-9 4 0,17 0 0 4 0,08

10-13 8 0,33 2 0,07 10 0,19

14-16 8 0,33 16 0,55 24 0,45

17-20 2 0,08 11 0,38 13 0,25

Não entregaram 2 0,08 0 0,00 2 0,04

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Segundo momento de avaliação

No segundo momento de avaliação da eficiência da atividade desenvolvida, apenas

87% dos estudantes estiveram presentes. Apesar de a maioria dos alunos (57%) apresentar

uma resposta satisfatória, indicando entre 4 e 7 tópicos, 30% dos estudantes ficaram aquém

do esperado, como podemos observar na tabela 11. Para efeitos de cálculo de qui-quadrado

foram considerados apenas os estudantes respondentes.

Existe alguma concordância entre a classificação obtida e a classe em que os alunos

estão inseridos, ou seja a percentagem de alunos da classe B (69%) que teve uma resposta

considerada satisfatória é superior a percentagem da classe A (42%). Também podemos ver



31

que a classe A apresenta 42% de respostas com classificação inferior enquanto a classe B

apresenta apenas 21%. No entanto, as associações verificadas não são estatisticamente

significativas (2 = 3,6; g.l = 1; > 0,05).

Tabela 11 - Resultados relativos ao exercício do teste 1 na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

0-3 10 0,42 6 0,21 16 0,30

4-7 10 0,42 20 0,69 30 0,57

Não responderam 4 0,17 3 0,10 7 0,13

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Terceiro momento de avaliação

Relativamente, ao terceiro momento de avaliação, é possível verificar na tabela 12

que, cerca de 8% dos indivíduos constituintes da amostra não estiveram presentes. Os

resultados obtidos foram francamente positivos, com 83% de respostas consideradas

satisfatórias e apenas 9% de respostas consideradas aquém do esperado.

É possível contatar que existe uma associação estatisticamente significativa entre os

resultados obtidos e a classe em que estão inseridos os alunos (Teste de Fisher: P = 1,8%).

Na classe A 75% dos alunos apresentaram respostas satisfatórias (uma percentagem

superior à obtida no segundo momento de avaliação) no entanto, cerca de 21% tiveram

respostas aquém do espectável. Respeitante à classe B, 90% dos alunos obteve respostas

satisfatórias, de notar que foi correspondente à percentagem de respondentes deste grupo,

ou seja, nenhum aluno respondente teve uma resposta não satisfatória.

Uma vez que os exercícios propostos no segundo e no terceiro momento de

avaliação pretendiam avaliar os mesmos parâmetros, é possível comparar os resultados.

Assim, podemos constatar que ambas as classes demonstraram uma evolução positiva,

aumentando significativamente a percentagem de respostas satisfatórias. Esta melhoria

pode ser explicada pela reflexão e discussão que foi efetuada em grupo-turma, sobre as

árvores filogenéticas construídas no segundo momento de avaliação.

Tabela 12 - Resultados relativos ao exercício do teste teórico-prático na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

0-3 5 0,21 0 0 5 0,09

4-7 18 0,75 26 0,90 44 0,83

Não responderam 1 0,04 3 0,10 4 0,08

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00



32

Questionário de opinião sobre a atividade

Após a intervenção da área científica de Biologia, os estudantes responderam ao

questionário que visava à avaliação da metodologia utilizada durante a atividade. De

salientar que apenas a questão 1 permitia a escolha de múltiplas opções, as restantes

obrigavam à escolha de apenas uma opção de resposta e que 4% dos indivíduos

constituintes da amostra não responderam ao questionário.

Como podemos verificar na tabela 13, relativamente à questão 1, a maioria dos alunos

consideraram que a atividade desenvolvida permitiu a aprendizagem de conteúdos

científicos (85%), que captou a sua atenção (62%), ajudou a desenvolver a sua capacidade

de argumentação em diversas situações (55%) e que ajudou no desenvolvimento de

capacidades de escrita científica (51%). Cerca de 43% dos inquiridos considerou que a

atividade permitiu o desenvolvimento de capacidades envolvidas no trabalho colaborativo e

17% assinalou que a atividade o ensinou a procurar soluções para resolver os problemas do

quotidiano. Apenas uma minoria dos inquiridos (8%) considerou que a atividade dificultou a

aprendizagem por não ser dada a resposta direta.

No que diz respeito à questão 2 as respostas dos inquiridos são distribuídas pelas 3

opções de resposta. No entanto, 43% dos alunos considera que colocou questões,

demonstrando que o ABRP potencia o questionamento. Quanto à questão 3, apenas 34%

dos alunos considerou que foi capaz de estabelecer autonomamente a argumentação das

propostas de solução. A maioria (60%) apontou que a professora orientou no processo de

argumentação das sugestões de solução, o que demonstra que maioria dos alunos

apresenta dificuldades na concretização desta tarefa, o que levou a um maior

acompanhamento por parte da professora.

As questões 4 e 5 obtiveram respostas bastantes consensuais. No que diz respeito à

questão 4, 85% dos alunos apontam que as atividades se mostraram interessantes e

motivadores. Uma minoria, 8%, considerou que a atividade não era interessante e 4%

assinalou que era muito extensa. Relativamente à questão 5, 87% considerou que os

materiais utilizados estavam bem organizados e apresentados contra uma minoria que os

considerou confusos e extensos.



33

Tabela 13 - Resultados relativos ao questionário de avaliação da intervenção na Biologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).

Questionário fa fr

Questã

o 1

- E

m r

ela

ção à

meto

dolo

gia

utiliz

ada n

as a

ula

s p

ara

lecio

nar

a

tem

ática d

as "

Sis

tem

as d

e C

lassific

ação"

consid

ere

i que (

sele

cio

ne a

s o

pções q

ue

se a

plic

am

à s

ituação)

a) ensinou a procurar soluções para resolver problemas do quotidiano 9 0,17

b) dificultou a aprendizagem, por não ser fornecida a resposta direta às questões 4 0,08

c) ensinou a trabalhar melhor em equipa 23 0,43

d) permitiu aprender conteúdos científicos 45 0,85

e) captou a minha atenção 33 0,62

f) ajudou a desenvolver a capacidade de argumentar em grupo e no grupo turma 29 0,55

g) ajudou a desenvolver a capacidade de escrita científica 27 0,51

Questã

o 2

-

Após a

apre

senta

ção

do p

roble

ma

(assin

ale

a

opção m

ais

corr

eta

)

a) coloquei questões 23 0,43

b) selecionei questões dentro das que foram apresentadas e coloquei novas questões 17 0,32

c) envolvi-me nas questões fornecidas pela professora e pelos documentos materiais 11 0,21

Questã

o 3

- N

a

arg

um

enta

ção e

com

unic

ação

aos m

eus

cole

gas s

obre

o

resultado d

o

pro

ble

ma

(assin

ale

a

opção m

ais

corr

eta

)

a) estabeleci autonomamente argumentação lógica para comunicar as soluções das questões-problema formuladas

18 0,34

b) a professora orientou-me no processo de argumentação e no desenvolvimento da comunicação da solução às questões-problema formuladas

32 0,60

c) foi a professora que me deu as argumentações para saber comunicar as soluções à questão-problema formuladas

1 0,02

Questã

o 4

- A

s

tare

fas

realiz

adas

fora

m (

assin

ale

a o

pção m

ais

corr

eta

)

a) muito extensas 2 0,04

b) interessantes e motivadoras 45 0,85

c) Sem interesse 4 0,08

Questã

o 5

-

Rela

tivam

ente

aos m

ate

ria

is

utiliz

ados

(assin

ale

a

opção m

ais

corr

eta

)

a) estavam bem organizadas e bem apresentados 46 0,87

b) Eram confusos e extensos 3 0,06

c) Eram demasiados longos 2 0,04

3.2. Geologia

Investigação preliminar

Na tabela 14 estão discriminados os resultados obtidos na primeira fase da

investigação preliminar relativa à componente de Geologia. Da análise da tabela é possível

verificar que os temas que foram mais assinalados, tanto pelos alunos como pelos

professores inquiridos, foram: Meteorização química e física; Minerais e as suas

propriedades; Cristalização e diferenciação dos magmas; Minerais e matéria cristalina; e

Minerais de origem metamórfica, recristalização e minerais índice.



34

Tabela 14 – Resultados relativos ao questionário da investigação preliminar na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).

Conteúdos programáticos de Geologia 11ºano

Professores Alunos TOTAL

fa fr fa fr fa fr

Ocupação antrópica e problemas do quotidiano

Bacias Hidrográficas 1 0,25 13 0,28 14 0,28

Zonas Costeiras 0 0 12 0,26 12 0,24

Zonas de Vertente 0 0 13 0,28 13 0,26

Rochas Sedimentares

Meteorização química e física 3 0,75 14 0,30 17 0,34

Minerais e as suas propriedades 2 0,50 9 0,20 11 0,22

Classificação das rochas sedimentares 0 0 12 0,26 12 0,24

Ambientes sedimentares 0 0 9 0,20 9 0,18

Estrato, sequência estratigráfica, ambientes e paleoambientes

0 0 9 0,20 9 0,18

Princípios da estratigrafia 0 0 6 0,13 6 0,12

Fósseis e processos de fossilização 0 0 3 0,07 3 0,06

Escala do tempo geológico 0 0 3 0,07 3 0,06

Rochas magmáticas

Definição de magma 0 0 1 0,02 1 0,02

Composição e classificação dos magmas 2 0,50 9 0,20 11 0,22

Cristalização e diferenciação dos magmas 4 1,00 20 0,43 24 0,48

Minerais e matéria cristalina 1 0,25 16 0,35 17 0,34

Características das rochas magmáticas 0 0 5 0,11 5 0,10

Exemplos de rochas magmáticas 0 0 13 0,28 13 0,26

Rochas metamórficas

Agentes de metamorfismo 0 0 5 0,11 5 0,10

Minerais de origem metamórfica, recristalização e minerais índice

2 0,50 26 0,57 28 0,56

Tipos de metamorfismo 1 0,25 5 0,11 6 0,12

Classificação das rochas metamórficas 0 0 14 0,30 14 0,28

Comportamento dos materiais

Comportamento dúctil e frágil 0 0 15 0,33 15 0,30

Falhas 2 0,50 7 0,15 9 0,18

Dobras 1 0,25 8 0,17 9 0,18

Exploração sustentada de recursos geológicos

Recursos geológicos 0 0 6 0,13 6 0,12

Recursos hidrogeológicos 0 0 4 0,09 4 0,08

Recursos energéticos 0 0 1 0,02 1 0,02

Recursos minerais 0 0 5 0,11 5 0,10

Na segunda fase da investigação preliminar foram realizadas entrevistas, cujos

resultados se encontram na tabela 15. Na questão 1 os alunos estavam restringidos a duas

opções de resposta. Relativamente às restantes questões os estudantes poderiam assinalar

mais do que uma opção.

Em relação à resposta dos alunos à questão 1, a maioria dos inquiridos, 57%,

assinala que não gosta de Geologia. No que diz respeito às razões, 57% refere que é

desinteressante enquanto 29% refere que é demasiado abstrata. Cerca de 43% dos

respondentes refere que gosta de Geologia. Quanto à justificação, 43% considera



35

interessante o conhecimento dos constituintes da Terra e 14% assinala o interesse em

compreender os fenómenos naturais.

Na questão 2, a maioria dos inquiridos considerou como problemático a distinção

entre os dois tipos de meteorização, a identificação do agente de meteorização em

situações reais e a identificação dos efeitos dos diferentes processos de meteorização nas

rochas. Apenas 29% dos inquiridos referiu como problemático a compreensão da

meteorização devido às amplitudes térmicas.

Relativamente à questão 3, a maioria assinalou como problemático a compreensão

da relação entre o arranjo atómico e as propriedades dos minerais. Cerca de 29% dos

respondentes considerou complexo o estudo da constituição química, dos processos de

formação e da classificação dos minerais.

Na questão 4, 100% dos inquiridos considerou difícil o estudo dos processos de

cristalização, dos processos de diferenciação do magma e da série de Bowen. Cerca de

71% apresenta dificuldades em relacionar o processo de cristalização com a formação de

minerais e 57% assinalou como complexa a ideia de que o magma solidifica lentamente e

por fases.

Considerando a questão 5, a maioria dos respondentes refere como dificuldade a

compreensão dos conceitos de isomorfismo e de polimorfismo. Apenas 14% considera

problemático o estudo das condições de formação dos cristais.

Relativamente à questão 6, uma minoria refere como dificuldade a compreensão do

conceito de mineral indicador. A maioria dos respondentes assinala como complexo o

estudo da recristalização no estado sólido e das transformações que os minerais sofrem

dependendo das condições do meio em que estão inseridos.

Considerando a questão 7, os temas mais assinalados (86%) como problemáticos

foram “meteorização química e física” e “cristalização e diferenciação dos magmas”. O tema

“minerais de origem metamórfica, recristalização e minerais índice” foi considerado como

problemático por 57% dos inquiridos. Por fim, os temas “minerais e as suas principais

propriedades” e “minerais e matéria cristalina” com 14% dos respondentes a referenciar

como problemáticos.

Quanto à questão 8, 100% dos inquiridos considerou como atividade potenciadoras

da aprendizagem a análise de casos reais, imagens e vídeos e 71% considerou importante

a análise de gráficos/esquemas. Pelos resultados nestas questões, podemos averiguar que

os alunos apreciam atividades promovidas pela ABRP e as consideram como facilitadoras

da aprendizagem.



36

Tabela 15 - Resultados obtidos após a análise das entrevistas realizadas na investigação preliminar de Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).

Questão Indicador/Resposta fa fr

1. Gosta de Geologia? 1. Sim 3 0,43

2. Não 4 0,57

1.1. Justifique, por favor.

1.1. É interessante conhecer os constituintes da Terra. 3 0,43

1.2. É interessante compreender os fenómenos naturais. 1 0,14

2.1. A Geologia não é interessante. 4 0,57

2.2. A Geologia é muito abstrata. 2 0,29

2. Relativamente ao tema “Processos de meteorização química e física”, quais as principais dificuldades que sentiu na abordagem do mesmo?

1. Distinção entre meteorização química e física. 4 0,57

2. Identificar o agente de meteorização em situações reais. 7 1,00

3. Compreender como as amplitudes térmicas podem provocar a meteorização das rochas.

2 0,29

4. Compreender as diferentes reações químicas que provocam a meteorização das rochas.

6 0,86

5. Compreender a atuação dos agentes físicos de meteorização. 3 0,43

3. Relativamente ao tema “Minerais e as suas propriedades “, quais as principais dificuldades que sentiu na abordagem do mesmo?

1. Constituição química dos minerais. 2 0,29

2. Classificação dos minerais. 2 0,29

3. Influência do arranjo atómico nas propriedades dos minerais. 6 0,86

4. Formação dos minerais. 2 0,29

5. Propriedades dos minerais. 6 0,86

4. Relativamente ao tema “Cristalização e diferenciação dos magmas“, quais as principais dificuldades que sentiu na abordagem do mesmo?

1. Compreender o processo de cristalização. 7 1,00

2. Compreender o processo de diferenciação do magma. 7 1,00

3. Compreender a série de Bowen. 7 1,00

4. Associar o processo de cristalização à formação de minerais. 5 0,71

5. Compreender que o magma não solidifica todo ao mesmo tempo. 4 0,57

5. Relativamente ao tema “Minerais e matéria cristalina“, quais as principais dificuldades que sentiu na abordagem do mesmo?

1. Compreensão do isomorfismo. 7 1,00

2. Compreensão do polimorfismo. 6 0,86

3. Compreensão das condições de formação de um cristal. 1 0,14

6. Relativamente ao tema “Minerais de origem metamórfica, recristalização e minerais índice“, quais as principais dificuldades que sentiu na abordagem do mesmo?

1. Ocorrência de recristalização no estado sólido. 7 1,00

2. Conceito de mineral indicador. 3 0,43

3. Transformação de um mineral noutro mineral diferente. 6 0,86

7. Dos temas referidos anteriormente, quais os temas que considera serem os mais problemáticos?

1. Meteorização química e física. 6 0,86

2. Minerais e as suas propriedades. 1 0,14

3. Cristalização e diferenciação dos magmas. 6 0,86

4. Minerais e matéria cristalina. 1 0,14

5. Minerais de origem metamórfica, recristalização e minerais índice. 4 0,57

8. O que considera ser importante numa aula de Biologia e Geologia, para facilitar a sua aprendizagem?

1. Análise de gráficos/esquemas. 5 0,71

2. Análise de casos reais. 7 1,00

3. Análise de imagens. 7 1,00

4. Análise de vídeos. 7 1,00



37

Teste diagnóstico

Depois da definição do tema da intervenção da área científica de Geologia, foi

realizado um teste diagnóstico digital. Para permitir a aplicação do teste de Fisher, as

categorias “0-9” e “10-13” e as categorias “14-16” e “17-20” foram agrupadas e apenas

foram considerados os indivíduos respondentes.

Como podemos verificar na tabela 16, 66% dos alunos obteve classificações

inferiores a 10 valores, 25% obteve níveis entre 10 e 13 valores e que apenas 8% alcançou

níveis considerados “bom” ou “muito bom”. Tendo em consideração o teste de Fisher (P =

8,8%) é possível afirmar que não existe associação entre a classificação obtida e a classe

em que o aluno está inserido. Ou seja, tanto os alunos da classe A como os da classe B

apresentam dificuldades nas temáticas avaliadas no teste realizado.

Tabela 16 – Resultados relativos ao teste diagnóstico na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

0-9 18 0,75 17 0,59 35 0,66

10-13 5 0,21 8 0,28 13 0,25

14-16 0 0 3 0,10 3 0,06

17-20 0 0 1 0,03 1 0,02

Não responderam 1 0,04 0 0,00 1 0,02

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Primeiro momento de avaliação da eficiência da intervenção (Grelha de

observação e Vê de Gowin)

Como sucedeu na componente da Biologia, os dados relativos aos quatro

parâmetros avaliados na grelha de observação da intervenção relativa à componente da

Geologia, foram analisados em separado. Para efeitos de cálculo de qui-quadrado, as

categorias “insuficiente” e “suficiente” foram agrupadas.

Relativamente ao parâmetro de avaliação, “interesse, autonomia e curiosidade”

(tabela 17), podemos verificar que a maioria dos estudantes (68%) alcançou a classificação

“bom”. Analisando as duas classes em separados podemos constatar que, tanto na classe A

como na classe B, esta tendência se mantem. É verificada a existência de uma associação

estatisticamente significativa entre a classificação obtida e a classe em que os alunos estão

inseridos (2 = 5,93; g.l = 1; <0,05).



38

Tabela 17 - Resultados relativos ao parâmetro “interesse, autonomia e curiosidade” na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr


Suficiente 5 0,21 3 0,10 8 0,15

Bom 12 0,50 24 0,83 36 0,68

Faltou 2 0,08 1 0,03 3 0,06

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Quanto ao parâmetro “sentido de responsabilidade e reflexão crítica” (tabela 18) a

maioria dos alunos (74%) teve “bom”, 17% obteve a classificação “suficiente” e só 4% dos

estudantes teve classificação considerada “insuficiente”. Tal como no parâmetro anterior,

tanto na classe A como na classe B, a maioria dos alunos obteve a classificação “bom”

Apesar, dos resultados positivos, é possível constatar a existência de uma associação

estatisticamente significativa entre a classe em que os estudantes se encontram e a

classificação obtida (2 = 4,34; g.l = 1; <0,05).

Tabela 18 - Resultados relativos ao parâmetro “sentido de responsabilidade e reflexão crítica” na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr


Suficiente 6 0,25 3 0,10 9 0,17

Bom 14 0,58 25 0,86 39 0,74

Faltou 2 0,08 1 0,03 3 0,06

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Relativamente ao parâmetro “cooperação com os outros” (tabela 19) 72% dos

estudantes obtiveram “bom” na classificação, 17% teve classificação “suficiente” e 6%

obteve classificação “insuficiente”. Quanto ao parâmetro “apresenta e fundamenta a sua

opinião” (tabela 20), a percentagem de estudantes que alcançaram “bom” é de 72%. Cerca

de 17% teve “suficiente” e 6% obteve “insuficiente”. Tanto no parâmetro “cooperação com os

outros” (2 = 1,32; g.l = 1; > 0,05) como no parâmetro “apresenta e fundamente a sua

opinião” (2 = 0,25; g.l = 1; > 0,05), existe uma associação entre a classe de alunos e a

classificação obtida no entanto, esta não se revelou estatisticamente significativa.



39

Tabela 19 - Resultados relativos ao parâmetro “cooperação com os outros” na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

Insuficiente 2 0,08 1 0,03 3 0,06

Suficiente 5 0,21 4 0,14 9 0,17

Bom 15 0,63 23 0,79 38 0,72

Faltou 2 0,08 1 0,03 3 0,06

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Tabela 20 - Resultados relativos ao parâmetro “apresenta e fundamente a sua opinião” na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

Insuficiente 2 0,08 1 0,03 3 0,06

Suficiente 4 0,17 5 0,17 9 0,17

Bom 16 0,67 22 0,76 38 0,72

Faltou 2 0,08 1 0,03 3 0,06

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Relativamente, às classificações obtidas pelos alunos no Vê de Gowin, como

podemos verificar na tabela 21, 19% dos alunos não entregaram o relatório. A maioria dos

alunos (36%) obteve uma classificação igual ou superior a 17 valores, 34% dos estudantes

tiveram classificações entre 14 e 16 valores e 9% obteve notas entre os 10 e os 13 valores.

Cerca de 2% dos alunos teve classificação inferior a 9 valores.

Para permitir a aplicação do teste de Fisher, as categorias “0-9” e “10-13” e as

categorias “14-16” e “17-20” foram agrupadas e apenas foram considerados os indivíduos

respondentes. Pelos resultados obtidos, é possível afirmar que existe uma associação

estatisticamente significativa entre a classe em que se inserem os alunos e a cotação obtida

no relatório (Teste de Fisher: P = 2,1%).

A maioria dos estudantes (89%) da classe B obteve um nível considerado “bom” (14-

16 valores) ou “muito bom” (17-20 valores), os restantes 3% obteve uma classificação entre

os 10-13 valores e 7% não entregou o Vê de Gowin. Relativamente à classe A, a

percentagem de alunos que alcançou um nível considerado “bom” ou “muito bom” foi de

46%. Cerca de 17% obteve classificações entre 10 e 13 valores e 4% obteve uma

classificação negativa. Da classe A 33% dos estudantes não entregou o Vê de Gowin, o que

demonstra alguma falta de interesse. Os alunos da classe A obtiveram, no geral, obtiveram

resultados mais fracos aos dos estudantes da classe B.



40

Tabela 21 – Resultados obtidos no Vê de Gowin da Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

0-9 1 0,04 0 0 1 0,02

10-13 4 0,17 1 0,03 5 0,09

14-16 6 0,25 12 0,41 18 0,34

17-20 5 0,21 14 0,48 19 0,36

Não responderam 8 0,33 2 0,07 10 0,19

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Segundo momento de avaliação da eficiência da intervenção

Relativamente ao segundo momento de avaliação, os dados obtidos foram

separados em duas tabelas. A tabela 22 referente aos dados recolhidos através da análise

das questões de escolha múltipla e a tabela 23 relativa aos dados obtidos através da

questão de resposta aberta.

Como podemos observar na tabela 22, cerca de 77% dos estudantes responderam

corretamente a duas ou três questões e apenas 15% respondeu acertadamente a uma ou

nenhuma questão. Apesar dos resultados positivos, é possível notar uma associação

estatisticamente significativa entre o número de resposta corretas e a classe em que se

insere os alunos (teste de Fisher: P = 1,1%). A percentagem de alunos da classe A (63%)

que respondeu corretamente a duas ou três questões é inferior à percentagem de alunos da

classe B (90%) que conseguiu. Assim, apesar de a maioria dos alunos da classe A

responderem satisfatoriamente, a classe B conseguiu melhores resultados.

Tabela 22 - Resultados obtidos nas escolhas múltiplas do teste teórico-prático na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

0-1 7 0,29 1 0,03 8 0,15

2-3 15 0,63 26 0,90 41 0,77

não respondeu 2 0,08 2 0,07 4 0,08

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Quanto à questão de resposta aberta, como podemos verificar na tabela 23, apenas

79% dos estudantes responderam. Apesar da maioria dos alunos (47%) apresentar uma

resposta satisfatória, indicando entre 3 e 4 tópicos, 26% dos estudantes ficaram aquém do

esperado. Esta situação pode ser explicada pela dificuldade que os estudantes têm em

exprimirem o seu raciocínio.



41

Existem algumas diferenças entre as duas classes, podemos constatar que a

percentagem de alunos da classe B (76%,) que teve uma resposta considerada satisfatória,

é superior a percentagem da classe A (13%). Também podemos ver que a classe A

apresenta 58% de respostas não satisfatórias enquanto a classe B apresenta apenas 10%.

As associações entre as classificações obtidas e a classe em que os alunos estão inseridos

são estatisticamente significativas (2 = 21,17; g.l = 1; <0,05).

Tabela 23 - Resultados obtidos na questão de resposta aberta do teste teórico-prático na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).


fa fr fa fr fa fr

1-2 14 0,58 3 0,10 17 0,32

3-4 3 0,13 22 0,76 25 0,47

não respondeu 7 0,29 4 0,14 11 0,21

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Terceiro momento de avaliação da eficiência da intervenção

No terceiro momento de avaliação da eficiência da intervenção relativa à

componente de Geologia recorreu-se a um teste de avaliação digital que incluía vários

exercícios. Como podemos verificar na tabela 24, cerca de 38% dos alunos obteve uma

classificação igual ou superior a 17 valores, 26% obteve um nível entre 14 e 16 valores e

26% obteve uma classificação equivalente a nível “suficiente”. Apenas 6% dos indivíduos

obteve classificação negativa.

Para efeitos de cálculo do qui-quadrado, as categorias “0-9” e “10-13” e as categorias

“14-16” e “17-20” foram agrupadas e apenas foram considerados os indivíduos

respondentes. É possível constatar que existe uma associação estatisticamente significativa

entre a classe em que os estudantes estão inseridos e a classificação obtida no teste (2 =

7,86; g.l = 1; <0,05).

A maioria dos alunos da classe A (42%) obteve uma classificação entre 10 e 13

valores, cerca de 25% teve classificação equivalente a um nível “bom” e 17% obteve

classificação igual ou superior a 17 valores. Uma minoria dos alunos, 8%, obteve

classificação inferior a 10.

Relativamente à classe B, as classificações são bastante satisfatórias, com 55% dos

alunos a atingir níveis equivalentes a “muito bom”, 28% a ter classificações entre os 14 e os

16 valores e 14% obter classificações entre os 10 e os 13 valores. Apenas 3% do grupo

apresentou valores negativos. É, assim, possível verificar que os alunos pertencentes à

classe B apresentam melhores resultados que os da classe A.



42

Tabela 24 - Resultados obtidos no teste digital na Geologia.


fa fr fa fr fa fr

0-9 2 0,08 1 0,03 3 0,06

10-13 10 0,42 4 0,14 14 0,26

14-16 6 0,25 8 0,28 14 0,26

17-20 4 0,17 16 0,55 20 0,38

Não responderam 2 0,08 0 0,00 2 0,04

Total 24 1,00 29 1,00 53 1,00

Questionário de opinião sobre a atividade

Depois da intervenção da área científica de Geologia, os estudantes responderam ao

questionário que visava à avaliação da metodologia utilizada durante a atividade. De

salientar que apenas a questão 1 permitia a escolha de múltiplas opções, as restantes


constituintes da amostra não responderam ao questionário. Uma vez que o questionário era

anónimo, não foi possível a associação das respostas às classes consideradas.

Os resultados obtidos, após o tratamento dos dados dos questionários, encontram-se

discriminados na tabela 25. De salientar que, tal como no questionário referente à atividade

de Biologia, apenas a questão 1 permitia a escolha de múltiplas opções, as restantes


constituintes da amostra não responderam ao questionário.

Quanto à questão 1, a maioria dos alunos consideraram que a atividade desenvolvida

permitiu a aprendizagem de conteúdos científicos (85%), que captou a sua atenção (72%) e

que ajudou no desenvolvimento de capacidades de escrita científica (51%). Cerca de 26%

dos inquiridos considerou que a atividade permitiu o desenvolvimento de capacidades

envolvidas no trabalho colaborativo, 23% assinalou que a atividade o ensinou a procurar

soluções para resolver os problemas do quotidiano e 21% referiu que a atividade ajudou a

desenvolver a sua capacidade de argumentação em diversas situações. Apenas uma

minoria dos inquiridos (8%) considerou que a atividade dificultou a aprendizagem por não

ser dada a resposta direta.

No que diz respeito à questão 2 as respostas dos inquiridos são distribuídas pelas 3

opções de resposta. No entanto, 43% dos alunos considera que colocou questões,

demonstrando que o ABRP potencia o questionamento. Quanto à questão 3, apenas 32%

dos alunos considerou que foi capaz de estabelecer autonomamente a argumentação das

propostas de solução. Grande parte dos inquiridos (63%) apontou que a professora orientou

no processo de argumentação das sugestões de solução. Tal pode ser explicado pelas



43

dificuldades, que a maioria dos alunos, apresenta nesta tarefa, o que levou a um maior

acompanhamento por parte da professora.

As questões 4 e 5 obtiveram respostas bastantes consensuais. No que diz respeito à

questão 4, 79% dos alunos apontam que as atividades se mostraram interessantes e

motivadores. Uma minoria, 8%, considerou que a atividade não era interessante e 9% que

assinalou era muito extensa. Relativamente à questão 5, 89% considerou que os materiais

utilizados estavam bem organizados e apresentados contra uma minoria que os considerou

confusos e extensos.

Tabela 25 - Resultados relativos ao questionário de avaliação da intervenção na Geologia (fa – frequência absoluta; fr – frequência relativa).

Questionário fa fr

Questã

o 1

- E

m r

ela

ção à

meto

dolo

gia

utiliz

ada n

as a

ula

s p

ara

lecio

nar

a t

em

ática

das "

Sis

tem

as d

e C

lassific

ação"

consid

ere

i

que (

sele

cio

ne a

s o

pções q

ue s

e a

plic

am

à

situação)

a) ensinou a procurar soluções para resolver problemas do quotidiano 12 0,23

b) dificultou a aprendizagem, por não ser fornecida a resposta direta às questões 4 0,08

c) ensinou a trabalhar melhor em equipa 14 0,26

d) permitiu aprender conteúdos científicos 45 0,85

e) captou a minha atenção 38 0,72

f) ajudou a desenvolver a capacidade de argumentar em grupo e no grupo turma 11 0,21

g) ajudou a desenvolver a capacidade de escrita científica 27 0,51

Questã

o 2

-

Após a

apre

senta

ção d

o

pro

ble

ma

(assin

ale

a

opção m

ais

corr

eta

)

a) coloquei questões 23 0,43

b) selecionei questões dentro das que foram apresentadas e coloquei novas questões 22 0,42

c) envolvi-me nas questões fornecidas pela professora e pelos documentos materiais 6 0,19

Questã

o 3

- N

a

arg

um

enta

ção e

com

unic

ação a

os

me

us c

ole

gas

sobre

o r

esultado

do p

roble

ma

(assin

ale

a o

pção

ma

is c

orr

eta

)

a) estabeleci autonomamente argumentação lógica para comunicar as soluções das questões-problema formuladas

17 0,32

b) a professora orientou-me no processo de argumentação e no desenvolvimento da comunicação da solução às questões-problema formuladas

33 0,62

c) foi a professora que me deu as argumentações para saber comunicar as soluções à questão-problema formuladas

1 0,02

Questã

o 4

- A

s

tare

fas r

ealiz

adas

fora

m (

assin

ale

a

opção m

ais

corr

eta

)

a) muito extensas 5 0,09

b) interessantes e motivadoras 42 0,79

c) Sem interesse 4 0,08



44

Q

uestã

o 5

-

Rela

tivam

ente

aos

ma

teria

is u

tiliz

ados

(assin

ale

a o

pção

ma

is c

orr

eta

) a) estavam bem organizadas e bem apresentados 47 0,89

b) Eram confusos e extensos 2 0,04

c) Eram demasiados longos 2 0,04

4. Conclusões

É fundamental salientar que o objetivo desta investigação era retirar alguns indicadores

sobre a eficiência das atividades laboratoriais realizadas segundo a ABRP e não afirmar que

estas são mais eficientes que outros tipos de atividades. Os resultados obtidos sugerem que

o uso do trabalho laboratorial se revelou eficiente na amostra considerada, uma vez que

permitiu que os estudantes aprendessem os conteúdos científicos e, simultaneamente,

desenvolvessem capacidades de raciocínio científico, de argumentação e de trabalho

colaborativo, entre outras. É também possível concluir que a promoção de atividades

laboratoriais segundo a metodologia ABRP potenciou o interesse, a motivação, a

curiosidade e a autonomia na amostra em estudo.

Relativamente, à componente da Biologia, é possível concluir que:

No que diz respeito às atitudes demonstradas pelos estudantes durante a

atividade, esta revelou-se eficiente, promovendo o interesse, a autonomia, a

curiosidade, o sentido de responsabilidade, a reflexão critica, o trabalho

colaborativo e a capacidade de argumentação. Considerando, em separado, as

duas classes estudadas, verifica-se que a tendência se mantem, ou seja, mesmo

os alunos com mais dificuldades se mostraram mais envolvidos no trabalho

realizado.

A atividade laboratorial preparada permitiu o desenvolvimento dos saberes e

capacidades pretendidos. As classificações obtidas nos vários momentos de

avaliação foram positivas. No entanto, é possível verificar que, apesar destes

resultados, os alunos da classe B apresentam, na sua globalidade, melhores

classificações relativamente aos da classe A.

No que diz respeito à intervenção de Geologia é possível concluir que:

A investigação preliminar demonstrou-se bastante pertinente, no sentido de

perceber quais as dificuldades dos alunos. Deste modo, foi possível direcionar a

intervenção no sentido de as colmatar. O teste diagnóstico foi essencial para



45

diagnosticar quais as dificuldades que os alunos revelavam nos conhecimentos

prévios, essenciais para a compreensão do tema abordado.

No que diz respeito às atitudes demonstradas pelos estudantes durante a

atividade, esta revelou-se eficiente, tanto nos alunos da classe A como nos

alunos da classe B, permitindo a promoção do interesse, da autonomia, da

curiosidade, do sentido de responsabilidade, da reflexão critica, do trabalho

colaborativo e da capacidade de argumentação.

A intervenção a nível da Geologia foi eficiente na amostra estudada, uma vez

que a maioria dos estudantes alcançou resultados positivos, em todos os

momentos de avaliação. Podemos ainda verificar que grande parte dos

estudantes da classe A (alunos com níveis de aproveitamento até 13 valores no

ano anterior) alcançou, na maioria das vezes, respostas satisfatórias. Apesar

dos resultados bastante positivos, é visível que os alunos da classe A continuam

a apresentar classificações inferiores às dos alunos da classe B.

Que os estudantes continuam a apresentar dificuldades nas capacidades de

argumentação e de expressão do seu raciocínio, problema que deverá ser mais

explorado no futuro, permitindo que os alunos melhorem a sua expressão

através da escrita científica.

Verificou-se que uma grande parte dos estudantes considerou que existiu um constante

acompanhamento, por parte da professora, especialmente no processo de argumentação e

comunicação das soluções propostas. Tal poderá dever-se à pouca familiarização dos

estudantes com este tipo de atividades e com a metodologia ABRP. Os resultados sugerem

ainda que a aprendizagem baseada na resolução de problemas surge como uma forma de

contemplar, no ensino das ciências, a resolução de problemas do quotidiano, contribuindo

para melhorar a aprendizagem dos alunos.

5. Considerações finais

A investigação educacional descrita no presente relatório resultou de um percurso

exigente e trabalhoso. A principal dificuldade que surgiu ao longo do estudo foi o curto

espaço temporal em que este se desenvolveu. Além disso, a elaboração do projeto

encontrou-se temporalmente muito próxima da aplicação do mesmo, o que dificultou, em

alguns momentos, a escolha das melhores técnicas e instrumentos de recolha de dados.

Se houvesse mais tempo para o desenvolvimento do estudo seria bastante interessante

incluir instrumentos de auto e heteroavaliação. Desta forma, seria possível perceber quais

as perceções dos estudantes relativamente ao seu trabalho e ao dos seus pares. A falta de



46

experiência da professora-investigadora também se revelou limitante no que diz respeito a

alguns aspetos relacionados com a metodologia de investigação, nomeadamente na recolha

e posterior tratamento dos dados.

Caso fosse possível, seria interessante dar continuidade ao estudo desenvolvido, mas

recorrendo a uma amostra maior de forma a confirmar algumas tendências sobre a

eficiência das atividades práticas recorrendo à metodologia ABRP. Seria também pertinente

desenvolver um estudo experimental que permitisse a comparação entre os resultados de

um grupo de controlo e de um grupo experimental, generalizando as conclusões retiradas.

Com o recurso frequente a este tipo de atividades, seria interessante perceber se os

estudantes aumentariam o seu grau de autonomia. Poderia ser desenvolvido um estudo,

que permitisse perceber se com o uso constante de atividades práticas segundo a ABRP, os

alunos alteravam as suas perceções relativamente às potencialidades da metodologia.

Outra proposta seria alargar a investigação preliminar realizada na área da Geologia a

todos os conteúdos programáticos de Biologia e Geologia do ensino secundário. Assim,

poderíamos perceber quais os temas considerados, pelos alunos, problemáticos e

desenvolver atividades que permitissem a colmatação das dificuldades encontradas.

5.1. Implicações para o desenvolvimento profissional

O desenvolvimento da presente investigação científico-didática permitiu o

desenvolvimento profissional da professora-investigadora em formação inicial. Com a

utilização de atividades práticas desenvolvidas segundo a metodologia ABRP, foi possível

obter uma perspetiva mais prática de como funciona este tipo de aulas.

Tendo em consideração todas as tendências que foram possíveis verificar através deste

estudo, a utilização da metodologia ABRP é vista como uma mais-valia no momento de

preparação das atividades realizadas em sala de aula. É necessário que os professores

compreendam bem a sua função e aprendam a aplicar, corretamente, esta metodologia nas

suas turmas.

A experiência obtida através do desenvolvimento da presente investigação educacional

permitiu perceber a importância que atividades de índole prática têm na aprendizagem dos

alunos. Assim, o recurso a este tipo de atividades deveria ser constante, melhorando a

dinâmica de sala de aula e a interação entre o professor e os alunos.



47

6. Referências Bibliográficas

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7. Apêndices

Todos os apêndices, referentes a este relatório, encontram-se anexados no CD. Podem

ainda ser consultados e descarregados, nos links indicados. Os exercícios referentes aos

testes virtuais foram convertidos em formato físico.

Apêndice I – Protocolo relativo à atividade laboratorial da componente de Biologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uRzBWbF83blUtUlE/edit?usp=sharing)

Apêndice II – Protocolo relativo à atividade laboratorial sobre fusão parcial

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uUUZpaDZMTGpudDQ/edit?usp=sharing)

Apêndice III- Protocolo relativo à atividade laboratorial sobre cristalização

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uM283U1pYOXF2Ums/edit?usp=sharing)

Apêndice IV – Vê de Gowin de referência da componente de Biologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5ubmNrdnF1RXFZVEk/edit?usp=sharing)

Apêndice V – Árvore filogenética de referência, correspondente ao segundo momento

de avaliação da componente de Biologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uQjM4ZWYwM2ludDg/edit?usp=sharing)

Apêndice VI – Árvore filogenética de referência, correspondente ao terceiro momento

de avaliação da componente de Biologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uQXF6S3hIRlBqb3c/edit?usp=sharing)



50

Apêndice VII – Guião da entrevista realizada na investigação preliminar da

componente de Geologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uelpFWm9IX3h6OEE/edit?usp=sharing)

Apêndice VIII – Teste diagnóstico da componente de Geologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uQ3lDcWlVM1BZR2M/edit?usp=sharing)

Apêndice IX - Vê de Gowin de referência da componente de Geologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uNTZOSHJCTmpSUGc/edit?usp=sharing)

Apêndice X – Teste referente ao segundo momento de avaliação da componente de

Geologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uVWFmUzdrZDFjZTA/edit?usp=sharing)

Apêndice XI – Teste relativo ao terceiro momento de avaliação da componente de

Geologia

(Link: https://drive.google.com/file/d/0B_qTQWdGTA5uQjFrUnhSTFVpM2s/edit?usp=sharing)

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O TRABALHO LABORATORIAL SEGUNDO A APRENDIZAGEM …