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Este documento discute a importância da aquisição do conhecimento científico sobre a evolução e a classificação dos seres vivos na educação. O texto aponta que a aquisição de conceitos científicos sobre a evolução pode ser afetada pelas representações sociais dos estudantes. Além disso, o documento discute a dificuldade de ensinar a classificação dos seres vivos baseada nas idéias essencialistas de linneu, e a importância de abordar conceitos alternativos dos estudantes. O texto também apresenta pesquisas que mostram que muitos estudantes mantêm concepções erradas sobre a evolução, e a importância da interação entre estudantes e professores para o aprendizado de conceitos científicos.
O que você vai aprender
Tipologia: Notas de estudo
Compartilhado em 07/11/2022
4.6
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Bauru 2005
Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação da Faculdade de Ciências da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de Bauru, para a obtenção do título de Mestre em Educação para a Ciência (Área de Concentração: Ensino de Ciências).
Bauru 2005
Comissão julgadora da Dissertação de Mestrado de Márcio Andrei Guimarães , apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência, Área de Concentração em Ensino de Ciências da Faculdade de Ciências da Universidade Estadual paulista "Júlio de Mesquita Filho", campus de Bauru, em 29/09/2005.
Presidente e Orientador Profº Dr Washington Luiz Pacheco de Carvalho ____________________________ Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira Universidade Estadual Paulista
2º Examinador Profº Dr Dalton de Souza Amorim ____________________________ Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto Universidade de São Paulo
3º Examinador Profº Dr Fernando Bastos ____________________________ Faculdade de Ciências de Bauru Universidade Estadual Paulista
À minha esposa Ana Laura, pela paciência, compreensão e apoio durante todos os dias desse trabalho.
GUIMARÃES, Márcio Andrei. Cladogramas e evolução no ensino de biologia. 2005. 233 f. Dissertação (Mestrado em Educação para a Ciência) Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista, Bauru.
Nesse trabalho, buscou-se analisar as contribuições da sistemática filogenética para o ensino de biologia de nível médio. Para atingir tal objetivo, foi desenvolvido um minicurso intitulado “Encontrando parentesco entre os seres vivos”. Nesse minicurso foram abordadas temas relativos à evolução, sistemática filogenética e zoologia. Apesar de a reconstrução filogenética não ser acessível a todos os estudantes, sua interpretação foi de grande valor no levantamento de questões relativas à evolução humana e manipulação genética em seres humanos. Boa parte das discussões revelou que a aquisição do conhecimento científico é dependente das representações sociais dos estudantes e influenciada por elas.
Palavras-chave: Ensino de Biologia, Cladogramas, Evolução, Sistemática Filogenética.
GUIMARÃES, Márcio Andrei. Cladogramas e evolução no ensino de biologia. 2005. 233 f. Dissertação (Mestrado em Educação para a Ciência) Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista, Bauru.
This research focuses the use of cladograms in biology teaching in order to establish some contributions of them, mainly to the teaching of evolution, for high school. To reach this intent a short-term course was planned to approach evolution by means of cladograms showing the philogenetics relationships of most common animals. After the end of the course, the students were interviewed about their conceptions. Beyond the scientific concepts as evolution and adaptation, concepts about ethics, science and religion, were revealed and most of them were strongly affected by social science's representations of the students and thus influenced their learning of the subject.
Keywords: Biology Teaching Cladograms, Evolution, Philogenetics Systematics.
Índice de Figuras
Figura 1. Árvore filogenética presente no livro “Origem das Espécies” de Charles Darwin. 39 Figura 2. Árvore filogenética publicada em Generelle Morphologie der Organismen , de
conhecimento, mas não estão às cegas, pois contam com um tutor (no caso o professor) para esclarecer dúvidas e dar uma direção para o trabalho.
A sistemática filogenética parte do pressuposto evolutivo de que as espécies têm uma origem comum e por isso apresentam algum tipo de relação morfológica e genética. Por isso, durante o curso era necessário que os alunos tivessem noções de básicas de evolução. Para tentar entender os diferentes discursos sobre evolução e revisar algumas pesquisas já feitas, inseri na seção 2.3, algumas pesquisas na área. Boa parte dela dá destaque aos mecanismos da evolução, como a mutação e seleção natural, ou ao resultado, a adaptação. Contudo a noção de origem comum, muito importante ao nosso ver, não é aprofundada nessas pesquisas.
Por fim, tentei retratar o que seria a sistemática de uma forma geral e a sistemática filogenética em particular (seção 2.5). Esse assunto é relativamente novo nas escolas e sua introdução na educação básica se deve ao professor Dalton de Souza Amorim, entre outros. Mesmo que essa tentativa tenha sido feita de forma isolada, boa parte dos livros de biologia e vestibulares já traz cladogramas nos capítulos dedicados à zoologia e evolução, sendo que alguns chegam a trazer exercícios de reconstrução filogenética como os que foram utilizados aqui.
Apesar de termos utilizado exercícios de reconstrução filogenética, e isso pareça um tanto duro para os estudantes, o aprofundamento nesse tópico não foi o objetivo principal. Isso foi feito para que os estudantes soubessem como os cientistas trabalham para construir um cladograma, que apesar da existência de um método estabelecido, muitas vezes o pesquisador deve tomar decisões e escolher um entre muitos cladogramas produzidos com um mesmo conjunto de dados e que nesse ponto entra a subjetividade do pesquisador.
O principal objetivo de utilizar cladogramas durante o curso era o de visualizar a história evolutiva de grupos de animais, mostrada por caracteres derivados comuns, e reconhecer os mecanismos que levaram a essa história. Assim, os cladogramas seriam um excelente recurso tanto para deduzir fenômenos evolutivos como para testar hipóteses evolutivas, desde que os caracteres^1 estejam disponíveis para análise.
(^1) Como dados moleculares ou morfológicos.
A tentativa de usar a Fenomenologia como método de pesquisa se mostrou insuficiente ao percebermos que ela não permitia tratar do mundo conceitual dos alunos, mas somente do mundo, irrefletido. Nossa intenção era que os estudantes pensassem nos fenômenos biológicos estudados e, a partir daí, dessem pareceres a respeito do assunto. O método de pesquisa que melhor se enquadrou a essas necessidades foi a Fenomenografia, desenvolvida por Ference Marton.
Enquanto a fenomenologia busca pelo que há de comum nas falas, a essência dos discursos, a fenomenografia busca a variação. Para isso assume que as pessoas têm diferentes formas de ver o mundo e que uma mesma pessoa pode ter diferentes formas de interpretar um mesmo fenômeno, dependendo da situação.
Além do mais, o tipo de assunto abordado nos cursos não permitia uma abordagem mais subjetiva, visto que se tratava exatamente de um mundo duramente conceitual da ciência. Isso não significa que a subjetividade e as opiniões fiquem de lado. A fenomenografia também permite o trânsito pelo mundo subjetivo e, muitas vezes durante esse trabalho, os estudantes expressaram suas opiniões e sentimentos a respeito de tópicos da biologia que geravam controvérsias.
Assim como a fenomenografia, e antes dela, a teoria das Representações Sociais assume que as pessoas e as sociedades têm diferentes formas de ver o mundo e que essas diferentes formas de ver o mundo são devidas às influências sociais que as pessoas recebem. Diferentemente dos trabalhos de Durkheim, a teoria das representações sociais de Moscovici assume que as formas de ver a mundo não são imutáveis, mas que podem ser reelaboradas de forma a se adaptar a um novo contexto, desde que seja um contexto significativo.
Por muitas vezes essa mudança pode ser difícil, mas não chega a ser impossível. Sob essa ótica, seria a papel da educação tornar os conteúdos significativos e contextuados para que novas representações sejam vislumbradas pelos estudantes. Para isso, deve-se respeitar as representação sociais dos alunos e não criar situações em que uma representação prevaleça sob a outra de forma autoritária, mas que as diferentes representações sejam confrontadas e que os estudantes sejam aqueles que “escolherão” a que é válido para a sua vida.
2. Introdução
2.1. Biologia e Complexidade
A disciplina de Biologia do ensino médio foi criada na década de 1960 e, antes disso, era subdividida em zoologia, botânica e biologia geral e compunha, juntamente com mineralogia, geologia e paleontologia, a disciplina de História Natural (KRASILCHIK, 1996). Isso se deve aos progressos ocorridos dentro da biologia e a “idéia”, em nível nacional e internacional, da importância do ensino de biologia como fator de desenvolvimento. Nesse contexto, houve uma reorganização dos conteúdos, mas o enfoque descritivo com que eram tratados permaneceu nas salas de aula e nos livros didáticos. “ Os programas estavam assentados na idéia de que a biologia era neutra e de que, ao estudá-la, apreendemos a realidade ” (SONCINI; CASTILHO JR, 1992).
Essa idéia de que a ciência é neutra, a-histórica e de que as teorias científicas são verdades absolutas contribui para um ensino teórico, enciclopédico que estimula a passividade. Também contribui para isso os exames vestibulares, que exigem conhecimentos fragmentados e descontextualizados (KRASILCHIK, 1996).
Ainda a respeito do ensino de biologia, Soncini e Castilho Jr (1992) chamam a atenção para três pontos de destaque: 1) a extensão e desarticulação dos conteúdos; 2) o tratamento eminentemente descritivo e a-histórico dado a esses conteúdos; 3) a concepção mecanicista do programa. Esses autores apontam também critérios para a seleção de conteúdos, tendo em conta que a biologia é uma ciência que lida com os fenômenos da natureza e deve desenvolver a capacidade de síntese, análise, transferência, etc, levando à apropriação do conhecimento. Os critérios estabelecidos por Soncini e Castilho Jr (1992) são:
universo como universo, a natureza como algo dinâmico, o organismo como um todo. A idéia de que o universo se comporta como uma máquina, onde cada peça opera isoladamente, tem sido a tônica no ensino de biologia e tem gerado a incompreensão, o desinteresse e a falsa idéia de que, ao estudar cada parte, o aluno estará apto a compor e compreender o todo (SONCINI; CASTILHO JR, 1992, p. 23).
Assim, durante o ensino de anatomia e fisiologia, são enfatizados cada sistema isoladamente e muitas vezes o corpo humano é comparado com uma máquina. Esse tipo de abordagem acaba passando a idéia de que cada parte funciona independentemente, pois não são ensinadas as interações entre elas. Uma disfunção em qualquer uma das partes acaba prejudicando a integridade do organismo e não somente daquele órgão ou sistema afetado. Mesmo alterações no meio ambiente acabam afetando o organismo. Isso não significa que os estudo das partes não seja importante, mas deve-se ir além de forma a dar sentido para o conhecimento (GIORDAN, 2002). Do mesmo modo, o estudo da diversidade dos seres vivos aparece na forma de descrições morfofisiológicas, sem que se estabeleçam relações entre eles, ou seja, os animais e vegetais são estudados sem levar em conta suas interações com o ambiente e com outros seres vivos. Chega-se a discutir a evolução das partes sem, contudo, estabelecer o papel do ambiente nisso tudo. Ao contrário disso, o estudo de um conteúdo deve dar destaque às interações que ocorrem dentro dos vários níveis de organização da biologia. Também é importante salientar que o conhecimento biológico é processo, não está acabado, mas vem sendo construído e pode haver diversos modelos para explicar um mesmo fenômeno, ou seja, o conhecimento biológico vem sendo construído historicamente (SONCINI; CASTILHO JR, 1992).
Ainda falando sobre o ensino dos seres vivos, Amorim e seus colaboradores (2001) apontam que a abordagem da zoologia e botânica no ensino médio é difícil tanto para alunos como para professores, os quais costumam liquidar a matéria e passar para assuntos “mais interessantes”.
A causa disso parece ser um descompasso entre o que é aceito pela comunidade científica e o que é ensinado nas escolas. Os conteúdos de biologia como um todo e os relacionados com os seres vivos em particular, seguem um pensamento essencialista e tipológico (AMORIM et al , 2001). O pensamento essencialista afirma a constância e a descontinuidade entre as formas de vida. Hoje, com os saberes da genética e da evolução,
e as interações e troca de informações entre as partes é que permite a existência harmoniosa do todo (GIORDAN, 2002).
Uma abordagem “sistêmica” permite organizar os conhecimentos de maneira diferente e compreender não mais somente pela análise, mas também pela síntese. “ A abordagem analítica levou a uma fragmentação dos conhecimentos, a um esmigalhamento dos saberes. Precisamos reconstruí-los para melhor ensinarmos” (ROSNAY, 2002, p. 493).
As duas abordagens, analítica e sistêmica, são complementares; uma focaliza os elementos enquanto a outra se interessa pelas interações entre eles. Uma abordagem analítica leva a uma redução dos saberes a um certo número de disciplinas desconexas e isoladas umas das outras enquanto a abordagem sistêmica se concentra sobre a interação entre os fenômenos.
Dessa forma, o ensino de biologia poderia ser olhado segundo um pensamento complexo. Em um primeiro momento, complexo pode parecer sinônimo de complicado e sugere a idéia de menor perfeição. Complexo significa “o que está ligado, o que está tecido” e representa a união entre a unidade e a diversidade, entre o analítico e o sistêmico (ARDOÍNO, 2002). A complexidade reconhece a desordem e eventualidade em todas as coisas, assim como reconhece a incerteza em todo o conhecimento. A complexidade leva em conta o caráter do que está tecido e as incertezas (MORIN, 2002).
O ensino da história da vida, por exemplo, baseia-se em uma série de conhecimentos oriundos de áreas tão diversas como genética, biologia molecular, ecologia, paleontologia e anatomia comparada. Cada uma dessas disciplinas contribui para tornar a teoria da evolução uma conjectura altamente plausível (GAYON, 2002). É a mestiçagem de todos esses conhecimentos que faz com que a evolução dê um sentido para os diversos conceitos e fenômenos dentro da biologia, da mesma forma que esses conceitos e fenômenos dão sentido para a evolução, em um mecanismo recursivo. A teoria da evolução, tendo um fraco poder preditivo, mas um grande poder explicativo, introduz a incerteza dentro da biologia. Os acontecimentos são aleatórios e dependentes de vários fatores. É importante destacar o papel do homem agindo sobre o meio e este agindo sobre o homem e não separá-lo do meio, como vem sendo feito. É preciso considerar o que Edgar Morin (2002) chama de
“complexo bioantropológico”, ou seja, considerar que somos indivíduos integrados na complexidade cultural e social e que esta age sobre nós e nós agimos sobre ela.
Para tornar o conhecimento biológico significativo, deveriam ser levados em conta o contexto, o global, o multidimensional e o complexo. O contexto dá sentido ao conhecimento assim como o texto dá sentido à palavra (MORIN, 2000). A mera aquisição de dados isolados é insuficiente para a aprendizagem. Por global entende-se as inter-retroações^2 entre as partes de um sistema. O todo possui propriedades que não aparecem nas partes quando elas estão separadas. Essa idéia traz a noção de emergência de qualidades e propriedades. Por exemplo, um organismo isolado, o nível de espécie, não possui as propriedades presentes em uma população, ou em uma comunidade. O caráter multidimensional afirma que o ser humano não deve ser reduzido à biologia ou à psicologia, é ao mesmo tempo “ biológico, psíquico, social, afetivo e racional ” (MORIN 2000, p. 38). O complexo, como já foi dito, é a união entre unidade e a multiplicidade.
Nesse contexto, é extremamente pertinente a introdução da sistemática filogenética no ensino de biologia, já que são necessários diversos conhecimentos para seu entendimento e utilização. Os cladogramas ( figura 3 ) são dendrogramas que representam uma possível relação filogenética entre os organismos baseados em caracteres derivados compartilhados, ou sinapomorfias (AMORIM, 1997). Por levar em conta a evolução, os cladogramas carregam consigo uma série de fenômenos e tentam explicar como ocorreu a história da vida no planeta.
2.2. Referenciais em ensino de ciências
Durante muito tempo, e ainda hoje, o modelo predominante no ensino de ciências foi o ensino por transmissão de conhecimentos. Nesse modelo, cabia ao professor a transmissão dos conhecimentos acumulados pela humanidade, por meio de aulas expositivas e, aos alunos a reprodução da informação recebida. Nesse contexto, o conhecimento era considerado como sendo neutro e correspondendo à verdade, tida como inquestionável (BRASIL, 1998).
(^2) Ou seja, as partes interagem e ao mesmo tempo afetam umas as outras.