Percepções de professores sobre uma sequência didática desenvolvida para o ensino de Biologia Molecular no Ensino Médio - Parte 1

Thiago Ferreira Rocha

Licenciado em Ciências Biológicas (UENF)

Fernanda Vidal de Campos

Professora de Biologia, coordenadora de Pesquisa e Extensão do IFF (Câmpus Avançado São João da Barra/RJ)

Marcelo Nocelle de Almeida

Professor associado II do Departamento de Ciências Exatas, Biológicas e da Terra, coordenador do Curso de Licenciatura em Ciências Naturais e docente do Programa de Pós-Graduação em Ensino (UFF)

Os acelerados avanços da ciência têm ocasionado grandes transformações na sociedade. Diante disso, para propiciar uma formação plena dos cidadãos, os professores de Biologia precisam enfrentar desafios ligados à capacidade de proporcionar aos estudantes conhecimentos que os permitam participar de forma crítica dos debates sobre a genética da variação dos organismos vivos e os temas transversais como transgênicos, clonagem, DNA, efeito estufa, saúde e sexualidade (Pereira et al., 2020).

Há dificuldades que se relacionam ao fato de o ensino de Biologia molecular envolver processos e estruturas que não são vistos sem o auxílio de um microscópio. Os conceitos envolvidos nessa área são abstratos, pois ocorrem em uma realidade não perceptível aos sentidos (Gregório et al., 2016). Aliado a isto, predomina nas escolas o modelo de ensino tradicional baseado nos estudantes como agentes passivos na construção do conhecimento. Esse modelo gera um descompasso com o perfil dos estudantes de hoje, envolvidos com tecnologias e informações a todo momento e de formas variadas (Mattar; Aguiar, 2018). Assim, fica a questão: de que maneira a aprendizagem desses conteúdos pode tornar-se mais palpável aos estudantes de Biologia no Ensino Médio?

Justifica-se, então, a inserção de metodologias de aprendizagem ativas que coloquem o estudante como protagonista na construção dos conhecimentos (Alves, 2019). A metodologia da Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP), de acordo com Silva et al. (2019), apresenta-se com seu papel inovador, garantindo a centralidade da aprendizagem no estudante, que muda sua posição de passiva para ativa no processo para que eles se identifiquem e se sintam motivados ao desenvolvimento da atividade investigativa.

Nesse contexto, esta pesquisa pretendeu responder à seguinte pergunta: é possível aplicar em sala de aula uma sequência didática que envolva os estudantes em todas as etapas da construção dos conhecimentos sobre um conteúdo considerado abstrato? Para responder a essa pergunta, foi desenvolvida uma sequência didática intitulada Genética: Criando e Resolvendo Problemas. A sequência foi preparada inserindo diferentes recursos didáticos pedagógicos, como a análise de um método de estudo de caso, aula expositiva dialogada, vídeos, elaboração de modelos didáticos, análise de reportagens e de um jogo didático buscando auxiliar o processo de ensino-aprendizagem de Biologia Molecular, especialmente em relação aos processos de transcrição, tradução, mutação e engenharia genética.

Ensino e aprendizagem de Biologia Molecular no Ensino Médio: importância e dificuldades

O ácido desoxirribonucleico (DNA) é uma molécula primordial da vida, pois contém todas instruções genéticas que coordenam o desenvolvimento e o funcionamento de todos os seres vivos. Juntamente com o ácido ribonucleico (RNA), pertence a um grupo de macromoléculas conhecidas como ácidos nucleicos. Ambas são constituídas por subunidades chamadas de nucleotídeos e estão envolvidas no processo de transmissão das informações hereditárias (Griffiths et al., 2016/2017).

Mutações derivam de danos causados por agentes químicos, físicos, biológicos ou de alterações espontâneas das bases de nucleotídeos de DNA, como nas mutações gênicas, que afetam um único gene. Um exemplo é o retinoblastoma, causado pela deleção no gene RB1 (Gonçalves; Karasawa, 2021). Entretanto, os conhecimentos de Biologia Molecular têm permitido grandes avanços para a biotecnologia contemporânea, com a qual é possível manipular o DNA dos organismos a fim de desenvolver tecnologias que possam proporcionar melhorias na qualidade de vida da população (Santos; Santos, 2019).

Diante desse cenário, os estudantes são bombardeados pelas mídias com informações sobre Engenharia Genética; entretanto, muitos não dão a devida relevância ao tema (Santos; Santos, 2019). Para Freitas (2018), os conceitos de Biologia Molecular são temas que causam muita dificuldade de compreensão pelos estudantes por serem abstratos e estarem fora de suas experiências cotidianas. Aliado a isso, predomina no contexto escolar o modelo de ensino tradicional, pautado na transmissão dos conteúdos e vendo os estudantes como agentes passivos na construção dos conhecimentos.

Assim, torna-se fundamental uma abordagem contextualizada da Biologia Molecular, não secundarizando os conceitos, mas também não passando longe da discussão sobre os aspectos econômicos, sociais, políticos, culturais e históricos sobre o tema. Além disso, por se tratar de um conteúdo considerado abstrato, os conhecimentos a respeito dessa temática devem ser construídos aos poucos em uma sequência favorável ao aprendizado (Alencar et al., 2019).

Dessa forma, existe um grande desafio de tornar o ensino de Biologia prazeroso, atrativo e baseado em atividades capazes de persuadir os alunos a entender os conteúdos científicos para além dos discursos dogmáticos (Moul; Silva, 2017).

Metodologias ativas no ensino: sequências didáticas e o método de estudo de caso

A escola tradicional oferece conteúdos presentes em livros didáticos e em tarefas que muitas vezes são difíceis de construir significados e identificar-lhes uma utilidade. As avaliações estimulam a ideia de que há apenas uma resposta correta e que somente aquele que apresentá-la será recompensado, sendo um modelo de ensino que não valoriza as múltiplas competências dos estudantes, como o seu pensamento crítico e criatividade (Gómez, 2015).

Por isso, a inserção de metodologias ativas como estratégias pedagógicas caminha na direção oposta a esse modelo, trazendo o estudante como protagonista e o professor como mediador no processo de ensino-aprendizagem (Morán, 2020; Silva; Silva, 2020).

Nesse viés, o método de estudo de caso consiste em uma metodologia ativa que pode trazer esse protagonismo estudantil ao utilizar narrativas reais ou fictícias, em que as personagens enfrentam problemas a serem resolvidos. O professor muda a dinâmica de sua prática pedagógica chamando a atenção do estudante para questões científicas e proporcionando uma aprendizagem que promova a tomada de decisões (Pazinato; Braibante, 2014; Elias; Rico, 2020).

Para produzir o método de estudo de caso, deve-se, segundo Herreid (1998), narrar uma história; despertar o interesse pela questão central; produzir empatia para com as personagens centrais; incluir diálogos; ter utilidade pedagógica; trazer um conflito; produzir uma decisão e abordar questões científicas e sociocientíficas em Biologia.

O protagonismo dos estudantes no processo de ensino-aprendizagem é previsto na Base Nacional Comum Curricular (BNCC) de 2017 (Alves, 2019). Uma forma de colocar em prática esse protagonismo é utilizando gêneros orais e escritos, na proposta de Dolz et al. (2004), que entendem gênero como um megainstrumento que direciona ações de linguagens e que trazem os conteúdos que se tornam dizíveis por meio dele. Erigem-se, então, as sequências didáticas, que constituem uma metodologia teórica do ensino construída em torno de gêneros (Mesquita et al., 2016). Por meio delas, o estudante passa a ser agente do seu aprendizado, utilizando conhecimentos prévios e construindo novos, permitindo assim maior aprofundamento de determinado tema (Bernardes, 2019).

A importância dos jogos didáticos no ensino de Biologia Molecular

Com as mudanças da sociedade, em que os estudantes têm acesso facilitado a diversas informações, torna-se imprescindível a inserção de recursos didáticos capazes de contribuir efetivamente para o sucesso do processo de ensino-aprendizagem de maneira dinâmica que seja atrativa para essa nova geração de estudantes (Souza; Resende, 2016).

Muitas escolas públicas brasileiras apresentam pouca infraestrutura para o desenvolvimento de atividades práticas. No entanto, é possível a produção de recursos didáticos de baixo custo na própria sala de aula de maneira rápida pelo professor e pelos estudantes, em um mecanismo de construção de conhecimentos (Zanon et al., 2008; Alencar et al., 2019).

Segundo Silva et al. (2019), os jogos didáticos estimulam a cognição e as relações interpessoais, conferindo não apenas o conhecimento aos estudantes e um melhor relacionamento com professor e colegas, mas também permitindo associar o lúdico a um sentimento de prazer no processo de ensino-aprendizagem, além de melhorar o desempenho dos alunos quanto aos conteúdos de difícil compreensão (Souza, 2019).

Da sequência didática

Nesta pesquisa, foi desenvolvida uma sequência didática fundamentada no método de estudo de caso, direcionada para estudantes do Ensino Médio, visando auxiliar o ensino e a aprendizagem de conceitos e processos primordiais da Biologia Molecular, como expressão gênica, mutação e algumas técnicas de Engenharia Genética.

A sequência didática desenvolvida foi intitulada Genética: Criando e Resolvendo Problemas, para que os estudantes compreendam que muitas doenças que acabam ocasionando alguns problemas para a qualidade de vida da população são de origem genética; no entanto, os avanços nas pesquisas nessa área têm gerado expectativas de que muitas dessas doenças poderão ser reparadas.

A sequência foi estruturada em cinco módulos (Quadro 1), utilizando diferentes recursos, como estudo de caso, quadro, datashow, vídeos, reportagens, modelos didáticos e jogo didático.

Quadro 1: Roteiro esquematizado da sequência didática Genética para a Síntese de Proteínas: Criando e Resolvendo Problemas

Módulos

Atividades a serem realizadas

Objetivos

1º Módulo

Problematização

- Apresentação do método de caso A Esperança de Luísa.

- Permitir que os estudantes reflitam sobre o problema apresentado e exponham seus conhecimentos prévios.

2º Módulo

Teorização e construção coletiva

- Explicação sobre o DNA (estrutura e função) e o processo de transcrição.

- Após a explicação, os alunos irão se reunir em grupos para montar moléculas de DNA e RNAm com bolinhas de isopor.

- Compreender, por meio de aula expositiva e atividade prática, a estrutura e a função da molécula de DNA e de RNAm.

3º Módulo

Teorização e construção coletiva

- Explicação sobre tradução e processo de mutação;

- Jogo Fabricando Minha Hemoglobina.

- Compreender síntese proteica e mutação por meio do jogo Fabricando Minha Hemoglobina e de aula expositiva.

4º Módulo

Teorização e construção coletiva

- Apresentação do tema biotecnologia e suas principais técnicas, por meio do uso de reportagens, vídeos e slides;

- Elaboração, em grupos, de mapas mentais sobre as técnicas estudadas em biotecnologia.

- Conhecer as principais técnicas utilizadas, como a terapia gênica e o tratamento com células-tronco de maneira contextualizada;

- Organizar, de forma colaborativa, os conteúdos em mapas mentais.

5º Módulo

Avaliação dos conhecimentos

- Retorno ao método de caso A Esperança de Luísa.

-Verificar o aprendizado dos estudantes em relação ao tema por meio das atividades desenvolvidas.

Do primeiro e do segundo módulos

No primeiro módulo, é apresentado aos estudantes um estudo de caso intitulado A Esperança de Luísa (Quadro 1) e solicitado que respondam a uma pergunta, a fim de verificar seus conhecimentos prévios. Após cada estudante responder à pergunta, deve-se ser realizada uma roda de conversa para compartilhamento das percepções sobre o caso. No segundo módulo, é realizada a apresentação do DNA, sua estrutura e função. Após isso, os alunos irão se reunir em grupos para montar moléculas de DNA e RNAm com bolinhas de isopor e palitos de dente (Figura 1). Finalmente, os estudantes deverão escolher uma fita de DNA como molde para elaborar o RNA mensageiro. Com esses modelos, é possível a compreensão da estrutura das moléculas de DNA e RNAm.

Quadro 1: Estudo de caso de Luísa

A Esperança de Luísa

Luísa apresenta uma doença causada por uma mutação genética, chamada anemia falciforme. Essa doença tem esse nome devido à uma mudança na forma das hemácias do sangue, variando do seu aspecto normal para o de foice.

Como a anemia falciforme não tem cura, desde o seu primeiro ano de vida Luísa faz tratamentos para melhorar a qualidade de vida. No entanto, sofre constantemente de dores nas articulações e precisa passar por transfusões sanguíneas.

Certo dia, Luísa leu uma reportagem que a fez ficar com esperança. A reportagem dizia que existe no Brasil um grande Centro de Estudos em Doenças Genéticas onde os pesquisadores estão fazendo experiências que podem curar definitivamente doenças antes incuráveis. Assim, Luísa foi conhecer esse centro e chegando lá encontrou você, um pesquisador com experiência em Engenharia Genética e no estudo de doenças genéticas humanas.

Sabendo que os estudos sobre o DNA têm permitido grandes avanços na cura de doenças genéticas, que possibilidades futuras você pensaria para curar a doença de Luísa?

Figura 1: (A) Materiais utilizados para elaboração dos macromodelos das moléculas de DNA e RNAm; (B) Macromodelo da estrutura da molécula de DNA (observar a dupla hélice da molécula); (C) Macromodelo da estrutura da molécula de RNAm a partir de uma fita molde de DNA

Do terceiro módulo

No terceiro módulo, apresenta-se aos estudantes o jogo Fabricando Minha Hemoglobina, para que eles possam compreender a síntese de proteínas e as mutações no DNA, utilizando como exemplo a síntese da hemoglobina. Os estudantes recebem os kits transcrição, tradução e mutação (Figura 2), utilizam o RNAm formado na etapa transcrição e, após passar pelas etapas transcrição e tradução sintetizando a proteína hemoglobina, utiliza-se a carta "coringa" e prossegue-se para o kit mutação, constando uma carta com hemoglobina normal e uma carta em que será apresentada uma mutação em uma das bases nitrogenadas do gene inicial. Assim, os estudantes devem retornar ao jogo, realizar a alteração da 20ª base nitrogenada e verificar se ocorreu alguma modificação na sua proteína final. Todos os estudantes passarão pelas mesmas etapas; ganha o estudante que realizar toda a expressão gênica e passar pela mutação primeiro. Por meio desse jogo, os estudantes poderão compreender, de forma lúdica, a síntese da hemoglobina e o desenvolvimento da doença anemia falciforme.

Kit transcrição


Kit tradução

Fonte: https://www.todamateria.com.br/codigo-genetico/

Kit mutação

Figura 2: Jogo didático Fabricando Minha Hemoglobina – kits transcrição, tradução e mutação

Do quarto módulo

No quarto módulo, é apresentado de forma sintetizada e contextualizada o conteúdo de biotecnologia enfatizando a tecnologia do DNA recombinante, a terapia gênica e o uso de células-tronco em reportagens atuais e vídeos. Depois, os estudantes se reúnem em grupos e cada grupo elabora um mapa mental sobre uma das técnicas estudadas em biotecnologia e apresenta para o restante da turma.

Do quinto módulo

Para concluir a sequência didática, é apresentado novamente aos estudantes o caso A Esperança de Luísa para verificar o ganho de aprendizado dos estudantes.

Aplicação do questionário de opinião docente

Para investigar a percepção da sequência didática, foi aplicado um questionário composto por 14 questões via plataforma do Google Forms® (Quadro 2) para dez professores do Ensino Médio alocados da rede social Facebook.

Quadro 2: Questionário apresentado aos docentes

Opinião docente sobre a sequência didática Genética para a Síntese de Proteínas: Criando e Resolvendo Problemas

1. A formação de muitos docentes foi pautada em um método tradicional de ensino. Você considera que suas aulas replicam esse modelo tradicional?

2. Você utiliza metodologias ativas de ensino em suas aulas? Quais?

3. Você considera o método de estudo de caso importante para relacionar os conteúdos à vivência dos estudantes?

4. Você considera a sequência didática viável e adequada para o Ensino Médio? Algo pode ser melhorado?

5. A sequência didática instiga o aluno a ser protagonista no processo de ensino-aprendizagem?

6. Do ponto de vista da aprendizagem significativa, a sequência didática instiga o aluno a explicitar seu conhecimento prévio sobre o tema abordado?

7. Você considera o jogo Fabricando Minha Hemoglobina criativo?

8. O jogo permite o ganho de aprendizado sobre o tema?

9. As orientações sobre o jogo são claras e objetivas?

10. O jogo desperta interesse e motivação dos alunos para estudar Biologia Molecular?

11. Benjamin Bloom criou, em conjunto com outros pesquisadores, uma classificação de níveis de raciocínio em seis níveis, numa sequência que vai do mais simples ao mais complexo, sendo uma estrutura que pode ser aplicada para planejar e avaliar a efetividade da aprendizagem e de treinamentos (Savi et al., 2010). Na sua opinião, em que categoria da Taxonomia de Bloom o jogo deve ser colocado?

Figura 3: Diagrama da Taxonomia de Bloom

Fonte: https://blog.jovensgenios.com/taxonomia-de-bloom/

12. Você utiliza jogos didáticos em suas aulas?

13. Você utilizaria essa sequência didática com os seus estudantes?

14. Você recomendaria essa sequência didática para os seus colegas docentes?

Preceitos éticos

Os preceitos éticos foram estabelecidos, zelando pela legitimidade das informações, privacidade e sigilo. Os objetivos foram aprovados pelo reitor da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro e o projeto foi submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa via Plataforma Brasil com o Parecer nº 4.490.496 e CAAE nº 40485920.0.0000.5244.

A parte 2 deste trabalho será publicada na próxima edição, no dia 21 de dezembro.

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Publicado em 14 de dezembro de 2021

Como citar este artigo (ABNT)

ROCHA, Thiago Ferreira; CAMPOS, Fernanda Vidal de; ALMEIDA, Marcelo Nocelle de. Percepções de professores sobre uma sequência didática desenvolvida para o ensino de Biologia Molecular no Ensino Médio. Revista Educação Pública, v. 21, nº 45, 14 de dezembro de 2021. Disponível em: https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/21/45/percepcoes-de-professores-sobre-uma-sequencia-didatica-desenvolvida-para-o-ensino-de-biologia-molecular-no-ensino-medio-parte-1