Modelo didático tridimensional aplicado ao ensino sobre os besouros (Insecta: coleóptera)

A inovação no ensino de Ciências nas escolas é uma constante busca dos pesquisadores. E pesquisas em educação mostram que o ensino de ciências necessita de reformulação e em alguns casos de mudanças bruscas na atuação dos professores e também demonstram a necessidade da escola em reformular os seus conteúdos e seus métodos de aplicabilidade (Bassoli, 2014, p. 580).

Um ambiente escolar que proporcione a criação de afeto pelo aluno, torna a construção do conhecimento mais participativa, fazendo com que o estudante sinta-se atraído pelo conteúdo e possibilita trazer para o campo das atividades pedagógicas afeição dos alunos para com as atividades escolares. Já, a ausência da afetividade impacta na aprendizagem dos estudantes (Rodrigues, 2019, p. 113).

Uma forma de atrair a atenção dos alunos, se dá através da utilização de métodos lúdicos educacionais, que instiguem a participação dos estudantes no processo educacional. Como exemplo de método lúdico atrativo, podem ser citados os modelos didáticos tridimensionais (MTD) que, segundo Landinho et al. (2019), são modelos que possibilitam a compreensão de novos conhecimentos, troca de experiências, despertam a curiosidade e podem modificar percepções. E a incorporação de modelos didáticos nas atividades educacionais lúdicas é vista como uma ferramenta inovadora, e quando ligada ao processo de ensino de ciências, favorece ao professor o estabelecimento de vínculos entre conhecimentos prévios dos alunos e o modelo científico (Santiago et al., 2015, p. 4).

Valorizar a participação do aluno na construção do conhecimento é um dever do profissional de educação, garantindo que os estudantes sejam protagonistas, levando os alunos a exercerem a criticidade, discutir e debater assuntos, formular hipóteses e argumentos que o ajudarão a compreender o conteúdo e obter respostas (Fioravante; Guarnica, 2019, p. 4). É importante que em sala de aula seja feita uma exploração de assuntos que fazem parte do cotidiano dos estudantes. Dentro do ensino de Ciências, pode-se citar a diversidade da fauna da sua região, garantindo assim um ensino voltado para a realidade do aluno (Duré et al., 2018, p. 260).

A fauna brasileira é muito rica, mas infelizmente pouco explorada dentro da sala de aula através da utilização de livros didáticos, pois há um considerável número de ilustrações que não pertencem a fauna brasileira, ou que não condizem com a realidade do aluno (Sperandei; Viana, 2016, p. 5.134). Existem diversas maneiras de se trabalhar a fauna brasileira em sala de aula, e uma disponibilidade maior ainda de animais que podem ser o foco do estudo. Para demonstrar essa riqueza faunística, pode-se utilizar exemplares de besouros. Estes, são animais que desempenham diversas funções biológicas e tem importância econômica. Pertencendo à ordem Coleóptera, são animais facilmente visualizados no dia a dia, são encontrados em várias partes do planeta, possuem uma rica diversidade de espécies, são pragas agrícolas, decompositores,etc. (Oliveira et al., 2014, p. 801; Silva; Silva, 2011, p. 7).

Os coleópteros  

Com aproximadamente 375.000 espécies descritas no mundo, os coleópteros são o maior grupo de animais dentre os insetos (Brusca; Brusca, 2011). Eles variam de tamanho, desde 200mm a menos de 0,30mm (Ferreira-Jr et al., 2014, p. 349). Pertencem ao reino Animalia, filo Arthropoda e ordem Coleóptera. Os coleópteros são insetos conhecidos popularmente como besouros, possuem um revestimento resistente, têm três pares de pernas, possuem seu primeiro par de asas modificadas denominada élitro, que são esclerosadas e não possui função de voo, o segundo par de asas é membranosa e possui a função de voo (Moore, 2015; Rafael, 2012).

Os besouros são considerados polífagos, pois possuem indivíduos com diferentes dietas,e por isso têm importância agrícola, principalmente os fitófagos que desde seu estágio larval se aproveitam de monoculturas como fonte de alimentação(Groth et al., 2018, p. 97).

Devido à morfologia e biologia mais interessantes, para desenvolver o presente trabalho foram seleciononados besouros pertencentes às famílias:Scarabaeidaeque possuem vários representantes em todo o mundo, incluindo um dos maiores besouros do mundo, o Dynastes hercules, encontrado em florestas tropicais, inclusive na Amazônia brasileira (Rafael, 2012). Família Coccinellidae, besouros com espécies predadoras e que se destacam como agente no controle biológico, tendo preferência de alimentação os afídeos (Hemiptera: Aphididae); psilídeos (Hemiptera: Psyllidae); larvas de crisomelídeos (Coleoptera: Chrysomelidae), e também apresentam comportamento canibal (Velez et al., 2019, p. 244; Ducatti et al., 2020, p. 482). Curculionidae é a família mais numerosa de insetos da ordem Coleóptera, com cerca de 45.000 espécies descritas, apresenta uma diversidade de hábitos alimentares, e são importantes pragas agrícolas e florestais desde sua fase larval até a vida adulta (Araujo et al., 2009, p. 82). Família Hydrophilidae composta por besouros que podem ser utilizados como bioindicadores da qualidade da água (Yahyapour et al., 2020). São besouros que têm preferência por água com pouca movimentação, mas algumas espécies podem habitar rios e riachos. Respiram ar atmosférico e produzem umabolsa de ar debaixo de si para poder respirar dentro da água, conhecida como plastrão. Apresentam hábito alimentar saprófago, pois alimentam-se de diferentes tipos de matéria orgânica em decomposição (Fikacek et al., 2010, p. 135).

Os coleópteros são diversificados, abrangentes em seus nichos ecológicos e estão presentes no contexto social dos alunos de muitas escolas amazônicas. Entretanto, no ensino escolar são utilizados modelos tradicionais de ensino com o uso de aulas teóricas, livros didáticos e não desenvolvem metodologias alternativas. Através desses pressupostos, o objetivo da presente pesquisa propôs a utilização de modelos tridimensionais didáticos como metodologia alternativa para o ensino da Ordem Coleóptera no Ensino Fundamental, investigando a metodologia utilizada para o ensino da ordem Coleóptera, assim como as dificuldades dos alunos para compreender sobre esse assunto.

Material e métodos               

O projeto foi realizado na Escola Estadual Everaldo da Silva Vasconcelos Júnior, criada em dezembro de 1993. Situada na Rua Emílio Garrastazu Médici, 827, no bairro Paraíso, no município de Santana/AP. A escola atende alunos do 6º ano do Ensino Fundamental ao 3º ano do Ensino Médio dos bairros Paraíso e Fonte Nova, funciona nos três turnos.

Foi adotada a pesquisa ativa, do tipo pesquisa-intervenção, na qual ocorre a participação ativa dos sujeitos investigados, tanto na coleta dos dados para o desenvolvimento do estudo, quanto na análise das informações coletadas, visando uma tomada de consciência da situação estudada (Chizzotti, 2011).

A presente pesquisa obteve aprovação do Comitê de Ética e Pesquisa, com CAAE 00708918.3.0000.0003. Aplicou-se um questionário semiestruturado, no intuito de mostrar a diferença entre o conhecimento desses alunos relacionado aos coleópteros. O questionário foi composto de cinco questões objetivas, uma discursiva e uma ilustrativa que abordaram assuntos como percepção da fauna entomológica, metodologias  utilizadas pelo professor e percepção da morfologia dos coleópteros. A escolha de questionários para a coleta de dados se deu segundo Cervo et al. (2007), pois os questionários possibilitam obter os dados com mais exatidão, com alternativas diretas, que não possibilitem outras interpretações.

Foram selecionadas três turmas do 9º ano do Ensino Fundamental da escola, que tinham em média 28 alunos, com idade entre 13 e 15 anos. A pesquisa foi realizada no mês de maio de 2018. Foi aplicado um total 75 questionários nas três turmas. A segunda etapa da coleta de dados foi feita por meio de aplicação de questionário com dois professores de Ciências, os dois do gênero masculino, responsáveis pelas turmas; o questionário consistiu em perguntas abertas acerca das metodologias adotadas por eles em relação ao ensino da ordem Coleóptera e dos obstáculos por eles enfrentados no planejamento, execução das aulas relacionadas a esse tema.

A aula foi dividida em dois momentos: aula teórica e aula prática para os alunos. Na aula teórica foram explanados assuntos relacionados à biologia dos besouros,os tipos de ciclo de vida e reprodução, tipos postura de ovos, preferência alimentar (principalmente necrófagos, fitófagos, coprófagos e carnívoros), importância econômica eecológica, além da morfologia deles. Na aula prática, por se tratar de turmas numerosas, foram montados grupos de no máximo cinco alunos, para que pudessem trabalhar em equipe na produção do seu modelo de besouro.

Para a produção, foram entregues aos alunos massa de cerâmica fria, conhecida popularmente "massa de Biscuit", foram necessários dois quilos para a confecção dos besouros com as turmas participantes. A massa foi anteriormente tingida artesanalmente com tintas para tecido, de cores diferentes, e embaladas em papel-filme para não ressecar e perder sua maleabilidade.

Resultados e discussão            

Após a aplicação do questionário, verificou-se a percepção dos alunos em relação aos besouros no pré e pós-teste. Os dados do questionário aplicado anterior à intervenção mostraram que um percentual de apenas 44% (N=33) dos alunos sabiam dizer corretamente o que é um coleóptera. Já no questionário aplicado pós-teste obteve-se um percentual de acerto de 86%(N=64) dos alunos pesquisados.Foi comum no pré-teste os alunos confundirem os besouros (coleópteros) com outros insetos, como as moscas, e até mesmo com outros artrópodes, como os imbuás (Miriápode) e aranhas(Araneae).A literatura demonstra que a percepção de pessoas para com alguns espécimes animais pode criar uma relação negativa a ponto de classificá-los como insetos, mesmo que esses animais tenham características morfológicas muito distintas e pertençam a outros táxons (Costa Neto; Resende, 2004, p. 144; Santos et al., 2017, p. 2). A referida classificação por grupos de animais é cultural, e denominada como etnoentomologia. Esta, classifica diveros animais diferentes em insetos, e também demonstram percepções nocivas que pessoas tem em relação a esses animais (Lima et al., 2020).

No questionamento onde os alunos deveriam dizer qual das espécies listadas pertenciam ao grupo dos coleopteras, foi observado que no pré-teste houve uma quantidade de acertos baixa, correspondendo a 44% (N=33) dos alunos. Ao se depararem com exemplares de mais de um representante de cada grupo de artrópodes, os alunos se confundiram muito, chegando a classificar piolho de cobra (Squamata), centopeia (Scolopendromorpha) e lacrau (Scorpiones), mesmo que esses animais apresentem características morfológicas bem distintas das que os besouros apresentam. As respostas corresponderam a um percentual de 17% (N=13) dos alunos. Após a intervenção, esse grupo já não foi selecionado, sendo evidenciado que os alunos já sabiam as caraterísticas morfológicas dos besouros e não passíveis mais de os confundirem com outros animais.

Após as atividades de ensino sobre os coleópteros, mais alunos conseguiram acertar o grupo formado somente por besouros (N=64; 86%). É comum as pessoas considerarem outros animais como "insetos", sendo assim uma categoria etnotaxonômica, não sistematicamente relacionados, mas culturalmente são reunidos num mesmo grupo (Costa-Neto; Pacheco, 2004). Sendo assim uma etnocategoria muito elástica, abrangendo os insetos verdadeiros,outros artrópodes, mamíferos, répteis, anfíbios e aves (Montenegro et al., 2014, p. 251).

Quando questionados antes das atividades de intevenção, sobre a importância econômica e ecológica dos besouros no meio ambiente, 96% (N=72) dos alunos não sabiam responder. Apenas 4% (N=3) dos alunos afirmaram ter algum conhecimento prévio sobre a importância econômica e ecológica dos besouros, dando respostas como "Ele prejudica em área de plantações. Pelo fato deles se alimentarem de plantas" e "Pois existe aqueles rola-bostas come nossas fezes e acabam 'limpando'".

E, no pós-teste, o quantitativo de respostas negativas diminuiu, pois 42% (N=32) dos estudantes pesquisados afirmaram conhecer aspectos da importância econômica e ecológica dos coleopteras. Após a intervenção houve um aumento nas respostas positivas, podendo-se destacar: "Eles servem para a fertilização dos solos através dos seus comportamentos" e "que quando alguém defeca na natureza eles pegam e limpam e utilizam para fazer ninho e para comer". Essa evolução pode ser explicada pela participação numa aula prática, pois ao colocar o aluno como investigador científico, ajuda na construção do seu conhecimento (Pagel et al., 2015, p. 15).

O questionário disponibilizado aos alunos elencou algumas possíveis dificuldades presentes no processo de aprendizagem da sala de aula, como está exposto na Tabela 1.

Tabela 1: Percepção do número de alunos (N) em relação à dificuldade no processo de ensino-aprendizagem sobre coleópteros, demonstrado em frequência relativa

Respostas dos alunos

Linguagem utilizada pelo professor (N=13; 20,0%)

Ausência de aulas práticas (N=28; 43,1%)

O assunto não é voltado para o cotidiano(N=12;18,5%)

Metodologia utilizada pelo professor (N=6; 9,2%)

O assunto não é explorado em sala de aula (N=6;9,2%)

Para 44% (N=33) dos alunos, a ausência de aulas práticas é a maiordificuldade no ensino de coleópteros. A aula prática é um anseio de alunos, na disciplina Ciências sempre é cobrada a presença desse tipo de metodologia, mas nem sempre pode ser atendida, por diversos motivos,entre eles a falta de apoio e infraestrutura que são dificuldades vivenciadas em muitas escolas públicas brasileiras (Hamura; Hamura, 2014, p. 122).

Quando questionados se conheciam algo referente aos hábitos dos besouros, os alunos afirmaram possuir conhecimento sobre esses animais e suas atividades. Os resultados mostraram diferença entre o pré-teste e o pós-teste em relação ao aumento de respostas positivas de 45% (N=34) para 71% (N=53). De acordo com Lopes et al. (2014), a percepção de estudantes sobre os insetos, pode ser trabalhada no ensino de ciências para que haja uma conscientização e ser um meio para transmissão de conhecimento a respeito destes animais imprescindíveis para o equilíbrio da vida na Terra.

No decorrer das atividades da pesquisa, foi observado que os alunos demonstravam certo grau de desinteresse quando deviam responder aos questionários. Já nas atividades, onde foi proferida a palestra sobre morfologia, exemplos de espécimes levados para a sala de aula, e atividades biológicas desses animias, os alunos se mostravam interessados e curiosos. Na Figura 1, verifica-se que os alunos pesquisados têm preferência por aulas práticas.

Durante a explicação utilizando a caixa entomológica os alunos demonstraram curiosidade e repulsa ao mesmo tempo, pois os comparavam a outros insetos de comportamentos considerados nojentos,como baratas e moscas (Figura 2).

A estigmatização dos insetos faz com que as pessoas tenham certo grau de aversão por esses animais mesmo que não tenham passado por alguma experiência negativa (Resende; Struchiner, 2009, p. 56). E a ausência de um ensino aprofundado referente aos insetos, impossibilita o entendimento de alunos em formação sobre a importância que esses animais desempenham na natureza. Sendo papel da educação, sensibilizar os alunos acerca dos insetos (Wardenski; Gianella,  2016, p. 996).

Durante as atividades da pesquisa, os alunos foram requeridos a desenharem besouros no momento pré-teste e no pós-teste. Os desenhos criados demonstrariam os conhecimentos morfológicos que os estudantes possuiam. No pré-teste, foi comum os alunos não conseguirem representar de forma correta as estruturas corporais, tal como está exposto no Quadro 1.

A associação de aula teória e prática favorece a incoporação dos conceitos expostos, melhorando assim o seu aprendizado. Confere protagonismo aos alunos pelo manuseio de objetos e execução de experimentos (Rezende et al., 2016, p. 116). E a caixa entomológica faz essa ligação, uma vez que possibilita mostrar a diferença entre os insetos, desconstruindo a ideia que todo inseto é nocivo ao serhumano.

Os desenhos mais adequados se deram após a intervenção, os alunos demonstraram melhor desempenho ao ilustrarem características que antes não foram desenhadas, conforme é observado no Quadro 2.

Os desenhos feitos pelos alunos na pré-intervenção mostram o desconhecimento da quantidade de pernas dos hexápodes e também de características das asas desses insetos. Onde eram demonstrados, sempre com as asas fechadas ou em estado de repouso. Após a intervenção, pode-se notar que eles ousaram mais em demonstrar características, enumerando a quantidade certa de pernas e demonstrando voos desses insetos. Isso comprova que a metodologia utilizada para essa aula foi eficaz, pois eles ao reproduzirem os animais, notaram as estruturas diferenciadas e peculiares, conseguindo reproduzí-las. Com a metodologia o aluno não só olhou, observou detalhes, notou que para cada modo de vida há uma adaptação do corpo desses animais, resultado de anos de adaptaçãoevolução (McKenna et al., 2019, p. 1).

Sobre a metodologia aplicada, ela teve a aprovação de 95% (N=71) dos alunos, obtendo eficácia na fixação do conteúdo, podendo ser utilizada em outros conteúdos. A utilização e/ou produção dos modelos tridimensionais pelos alunos enriquece a experiência e facilita a aprendizagem, confere protagonismo aos alunos e pode também favorecer os processos de ensino de pessoas com necessidades educacionais especiais (Nascimento; Bocchiglieri, 2019).

Algumas produções feitas na aula prática de modelagem tridimensional estão representadas no Quadro 3. Pode ser observado o sucesso das reproduções dos coleópteros feitas pelos alunos, com espécimes diferentes e destaque de características morfológicas básicas.

Durante as atividades da pesquisa, foram entrevistados dois professores que lecionavam aulas de biologia para os alunos participantes. Os dados obtidos inferem sobre o sexo, idade, formação acadêmica e tempo de exercício da profissão (Tabela 3). Também foram obtidas informações sobre as habilidades em trabalhar os coleopteras no ensino escolar, metodologias utilizadas, materiais de apoio,  uso de tecnologias para o ensino e as dificuldades encontradas para execução de aulas práticas.

Tabela 3: Perfil dos dois professores pesquisados

Professor A	Professor B
Sexo masculino	Sexo masculino
57 anos	35 anos
Licenciatura em Ciências Biológicas	Licenciatura em Ciências Biológicas
Possui especialização em Orientação, Supervisão e Gestão Educacional	Não possui nenhuma especialização
Atua há 20 anos na docência no Ensino Fundamental	Atua há 10 anos na docência no Ensino Fundamental

Os professores afirmaram na entrevista que não tiveram lacunas no ensino de coleópteras durante suas graduações, dando a entender que possuem bastante experiência acadêmica sobre os besouros. Isso é um fator positivo para o ensino, pois o professor poderá sair do básico e inovar na sua atuação em sala de aula, não sendo descontextualizada, dogmática e acrítica (Silva; Bastos, 2013). Também afirmaram que a escola não possui estrutura adequada e nem materiais para aulas práticas, sendo essa a principal dificuldade metodológica, corroborando com os 39% (N=29) dos alunos apontam a ausência de aulas práticas como a maior dificuldade no ensino dessa ordem. A ausência das aulas práticas no ensino é uma perda para o aluno, pois a cada aula prática o conhecimento gerado é diferenciado e tem melhor fixação do conteúdo (Lima; Garcia, 2011).

Em relação aos materiais utilizados pelos professores, além do livro didático,eles afirmaram utilizar outras fontes de consulta. O professor A declarou utilizar rede social e ambiente natural, já o professor B declarou utilizar artigos e ainternet para embasar suas aulas. A inserção da internet na educação vem inovando as maneiras em se educar, forncendo facilidade na troca de informações e aprendizado (Portela; Nóbile, 2019).

Sobre os conteúdos do livro didático em relação ao assunto ordem coleóptera, o professor A declarou que não considera adequado, pois ele poderia ser regionalizado. Sperandei e Viana (2016), discutem que os livros adotados nas escolas não traduzem a realidade do aluno, tratando de forma superficial assuntos que envolve a zoologia. E o professor B considera totalmente adequado.

Quando questionado sobre qual a metodologia utilizada para ministrar aula sobre os coleópteros, o professor A respondeu que solicita pesquisa e observação, sendo só esse professor a responder que realiza aulas práticas. Já o professor B aborda as  características gerais (anatomia), pois para ele esse tema fixa melhor o conteúdo. Sobre a metodologia aplicada pelos professores, 25% (N=19) dos alunos do professor A, não estão satisfeitos com os métodos aplicados ao ensino em suas aulas; já em relação aos alunos do professor B, a reprovação foi de 13% (N=10). A reprovação mais acentuada pode ser relacionada ao fato do professor A ter um considerável tempo desde a sua formação e ao ser confrontado a ensinar jovens, ainda atuará do mesmo modo tradicional ao qual foi ensinado (Silva et al., 2016, p. 111).

Os dois professores afirmaram realizar a contextualização dos assuntos dentro da sala de aula. A contextualização é relevante pois mostra aos alunos a relação entre a teoria e a vida real, com um processo de internalização de conceito e ajuda na construção do conhecimento, através de uma comunicação entre professor e aluno, não somente enumerando exemplos, mas buscando experiências vivenciadas pelos alunos (Cortez; Darroz, 2017, p. 185). Sendo assim a contextualização deve favorecer a criticidade e o potencial de argumentação do aluno, mostrando sua aprendizagem e o preparando para o mundo (Leite; Rodetzke, 2016).

Conclusão                

A metodologia foi bem recebida pelos alunos, eles foram capazes de reproduzir as principais características, sendo elas a quantidade de pernas e as asas modificadas. Mostraram muito interesse em conhecer melhor os insetos em geral, já que perceberam que classificavam os besouros como se fossem de outras espécies.

Os alunos anseiam por momentos que saiam somente da aula expositiva e com utilização somente do livro didático. A metodologia aplicada é de fácil acesso, sendo eficaz na fixação do conteúdo pelos alunos.

Os resultados obtidos tanto nos questionários, quanto na produção das modelagens foram satisfatórios. Após a aula os alunos foram capazes de falar sobre a biologia comportamental dos besouros e demonstraram nas modelagens estruturas específicas dos besouros, como o primeiro par de asas denominado élitros, assim como as asas membranosas, que são as duas principais características desses animais.

Há a necessidade de buscar formas e metodologias que façam os alunos a serem mais participativo no processo de aprendizagem. No entanto, existem obstáculos que fazem isso ser uma realidade distante, como a desmotivação profissional do professor, desvalorização de métodos lúdicos e estrutura das escolas.

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