Modelo Stem Education como metodologia potencializadora no ensino de Química

Diversos alunos estão à procura de um aprendizado que dê significado a suas vidas, ou seja, um aprendizado significativo, que fique em suas vidas e possa fazer a diferença não só em provas (como as de acesso às universidades), mas como se cada ação pudesse dar sentido a tudo que permeia sua realidade. Nesse contexto, existe uma demanda não só de alunos como também de escolas que buscam uma metodologia ou formato de ensino que proporcione aos seus alunos uma experiência intensa, integradora e transformadora, em um formato que os estudantes alcancem patamares além de “alunos bem aplicados” e se tornem cidadãos integrados aos assuntos pertinentes à sociedade em que vivem, que interajam com questões ambientais e sociais, desenvolvendo formas que possam contribuir também para a sociedade.

Para tal, e em primeiro lugar, o sentimento de pertencimento à instituição de ensino é extremamente importante para fazer com que alunos muitas vezes desestimulados possam se reintegrar ao compromisso do seu próprio aprendizado e, em segundo, aqueles alunos que ainda se encontram compromissados com seu aprendizado possam avançar mais em suas habilidades e competências. É muito importante que esses alunos sejam formados com a cultura do pensamento crítico e autônomo para que o interesse de um aprender contínuo faça mais significado e que o sentido de pertencimento seja cada vez maior. Nesse caso, o sentido de pertencimento se refere ao aprendizado, à escola, à segurança em usar o que aprendeu no dia a dia, poder proporcionar segurança ao ensinar para as gerações futuras o que aprendeu, que desenvolva a partir desse estado o sentimento de inclusão socioeducacional em sua comunidade, família etc. A construção desses equipamentos utilizando o método Stem ou aprendizado ativo sugere possibilitar o desenvolvimento de habilidades sociais e acadêmicas que ficarão para sempre imbuídos da satisfação de ter aprendido de forma concreta e significativa.

Neste artigo, objetiva-se demostrar e discutir como o Stem (Science, Technology, Engineering and Mathematics) Education, pode contribuir para inserir os estudantes em um cenário intenso de aprendizado de ciências, movidos pela tecnologia e pela Matemática.

Stem Education é a resposta para tudo?

Não podemos afirmar que o método A ou o método B é a resposta para tudo, nem que um ou outro vai resolver o problema da educação numa escola ou no país inteiro. Mas cada estudante aprende em um conjunto de formatos diferentes, absorvendo ou elencando seu aprendizado de maneiras e velocidades diferentes. Portanto, o método utilizado dentro do PBL-Stem surge como possibilidade agregadora de habilidades e competências que os estudantes necessitam para formar pontes que liguem a carga de conhecimento teórico âncora, mais a carga do novo conhecimento teórico, com a forma prática de ser aplicado a algo (situação problema, solução problema ou produto final), sugerido pela metodologia do PBL-Stem Education. Para discernir melhor, precisamos entender primeiro o que significa e quais potencialidades do método PBL (Project Based Learning). Segundo John R. Savery, PBL é uma abordagem instrucional e curricular centrada no estudante, que o habilita a realizar pesquisas, integrar a teoria e a prática e aplicar conhecimentos e habilidades que já possui ou adquiriu para distender uma solução viável para um problema definido. Nos anos até 1990, muitas escolas, em geral de Medicina e de Economia, na Europa e Estados Unidos, que adotaram a abordagem PBL; relatórios de praticantes de PBL sugerem que os alunos estão mais empenhados em aprender o conteúdo esperado (Torp; Sage, 2002). Será necessária uma pesquisa mais aprofundada sobre os impactos reais que esse método causa em nossos estudantes, mas por ora vamos nos ater às possibilidades que esse método pode oferecer para criar situações em que possibilita-se o desenvolvimento de habilidades, como as citadas por Duch, Groh e Allen (2001):

capacidade de pensar criticamente, analisar e resolver problemas complexos e reais para encontrar, avaliar e usar recursos de aprendizagem apropriados; para trabalhar de forma cooperativa; para demonstrar habilidades de comunicação efetivas e para usar o conhecimento de conteúdos e habilidades intelectuais para se tornarem aprendentes contínuos.

O PBL pode ser descrito também como um aprendizado centrado e experiencial organizado em torno da ação investigativa e resolução de problemas desordenados do mundo real, segundo Torp e Sage (2002). Esses autores descrevem os alunos como pessoas capazes de solucionar, buscando identificar a raiz e as condições necessárias para uma resolução bem definida e, no processo, tornarem-se estudantes autodirigidos. Podemos, com base nessas descrições, sugerir que os alunos aprendam por meio de uma solução que se concentra em um problema complexo que não possui uma resposta única correta, que os discentes formem grupos colaborativos para identificar o que precisam aprender para resolver um problema.

Metodologia e discussões

Todo o processo foi aplicado e analisado em turmas do 1º ano do Ensino Médio. Foram construídos três equipamentos de interesse em Química, Biologia e Física – destilador, centrífuga e estufa –, de forma a serem submetidos a testagem e aplicação na própria escola, para uso nas aulas de Ciências em geral. Nesse cenário, os alunos propuseram construir esses equipamentos e o professor lançou o desafio de o fazerem de tal forma que qualquer escola do mundo possa construir; para isso entendemos que será necessário um manual em forma de vídeo para auxiliar a quem se interessar. Pelo fato de a escola ser de tempo integral, nossos alunos possuem tempo extra para trabalhar nesses projetos, dando-lhes a oportunidade de não apenas pesquisar, mas também de testar seus equipamentos em diversas situações, como: cultivo de bactérias utilizando meio de cultura alternativo, processos de destilação que possam ser realizados de forma simples e separação de partes líquidas e sólidas por uma centrífuga.

Neste trabalho, os professores de Química, de Biologia e de Física trabalham como orientadores, discutindo conteúdos e conceitos, proporcionando respectivamente protagonismo e autonomia, avaliação crítica e visão de grupo, embasamento teórico, sempre que necessário para melhor compreensão dos alunos em cada projeto. Os fatos descritos estão longe de definir resultados em escala social, cognitiva e significativa para um número mais expressivo de alunos, porém, ao avaliar o depoimento de nossos alunos, já construímos uma visão bem clara de como esse método pode influenciar na sua vida acadêmica. Na etapa inicial do trabalho foi aplicado o método de avaliação de discurso, e os resultados sugerem existir indícios de que os indivíduos que passam por esse método apresentarão maior autonomia em relação ao seu aprendizado.

Para a ocasião, foi criado o Clube de Ciências na escola e todos os projetos foram feitos por meio de editais internos. Nesses editais, identificamos etapas de inscrição com apresentação de documentos e entrevistas para que ocorra a seleção e que seja realizada atentando a critérios criados pelos professores do núcleo de ciências da natureza. Após essa etapa, nossos alunos escolhem de quais projetos querem participar e assim tomam posse de suas funções com base primeiramente em suas habilidades. Logo depois, são inseridos no circuito de leitura de artigos, apresentação de palestras, participação de rodas de conversas, tudo isso para inicia-los num clima acadêmico convidativo e bem próximo da realidade. Com o tempo, os próprios alunos tomam postura de liderança; aproveitamos isso para trabalhar em um formato colaborativo com outros integrantes do próprio grupo.

Resultados

Dentre os discursos, demos destaque para os estudantes 2, 3 e 5:

após a construção de um protótipo para a estufa, pude também aprender sobre meios de cultura alternativos para bactéria (gelatina incolor e algum tipo de alimentação; no caso foi utilizado caldo Knorr).

Neste trecho fica claro que o estudante 2 entende que bactérias diferentes podem ser cultivadas em meios de cultura diferentes. Trata-se de um aluno de 3º ano que toma a iniciativa de testar celulares e maçanetas pela escola e ver quais tipos de bactérias podem aparecer em seus resultados utilizando o seu meio de cultura.

Figura 1: Iniciativa de um aluno de pesquisar quais colônias de bactérias podem estar presentes em dois locais na escola: maçanetas das portas e celulares dos estudantes

Após o protótipo pronto e os meios de cultura também, surgiu um novo desafio: a estufa estava tendo uma temperatura interna de aproximadamente 39°C e então pude perceber a importância que apenas poucos graus Celsius fazem no ciclo de vida das bactérias.

Nessa situação, o estudante 3 se depara com um problema real que faz com que ele reflita sobre como pode resolver o problema. O impasse foi resolvido com um aparelho que controla a intensidade de luz dentro do protótipo, que foi medida utilizando um termômetro comum de vidro dentro do local de testes, como podemos ver na Figura 2.

Figura 2: Momento em que o discente testa a temperatura dentro do protótipo utilizando um controlador de intensidade luminosa (lâmpada de 40W com resistência)

Ao fim do ano letivo de 2016 cessamos temporariamente nossas atividades, porém com o início do ano letivo de 2017 voltamos às tentativas de aprimoramento e criação de novos protótipos.

Esse trecho do depoimento tem para nós interesse socioeducacional porque demonstra o grau de comprometimento desses alunos com seus projetos. Segundo Tardif (2002, p. 132), “nada nem ninguém pode forçar um aluno a aprender se ele mesmo não se empenhar no processo de aprendizagem”. Então nos perguntamos: o comprometimento nasce da motivação? Surge do projeto? Está de alguma forma dentro do estudante, esperando para ser acordado?

Em sua tese de doutorado, Felicetti (2011), afirma que esse sentimento é capaz de fazer com que o aluno leve seus estudos para fora de sala de aula, para fora dos muros da escola. Em nossa escola, os alunos demonstram o sentimento de pertencimento à unidade escolar cuidando do laboratório, pesquisando eventos para publicação, tentando novas ideias.

Conclusões, perspectivas e limitações

A construção desses equipamentos sugere a possibilidade de desenvolvimento de habilidades socioeducacionais e acadêmicas dos alunos. Porém o real impacto sobre eles, como criar vínculo entre projeto e comprometimento com sua aprendizagem, são caminhos que ainda temos que trilhar. Percebemos nos estudantes a satisfação de ter aprendido de forma concreta e significativa, percebemos também igual satisfação de estarem construindo algo que será utilizado por outras pessoas. Esse fato nos confronta com a seguinte pergunta: não seria esse um caminho a ser estruturado para criar vínculos entre educador e educando ou educador/educando e escola? Para tanto, é necessário ao professor conhecer o modelo, oferecer suporte como mediador e destinar algum tempo a essa prática.

Caso isso não seja feito, a banalidade ou o descaso podem debilitar o projeto e desestimular os estudantes e professores, gerando um sentimento de frustração. É recomendado que professores de outras áreas do conhecimento colaborem questionando, dando ideias, verificando com os discentes seus passos, sugerindo etc. O projeto se mostra com potencial de resgatar alunos outrora desmotivados e/ou faltosos, mas isso deve ser feito de forma convidativa, buscando criar motivação por parte do aluno que vê ali uma forma de protagonizar seu processo de ensino-aprendizagem.

Referências

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