Controvérsias sócio-científicas e prática pedagógica de jovens professores

A presente investigação pretendeu estudar o impacto das controvérsias sócio-científicas recentes, divulgadas pelos meios de comunicação social, nas concepções e práticas de grupo de três professores de Ciênc ias Naturais em início de carreira. Este estudo reveste-se de particular relevância num período marcado, simultaneamente, por fortes discussões relativas ao impacto social e ambiental de várias inovações científicas e tecnológicas e pela implementação de novos currículos de ciências, que realçam a importância da discussão de controvérsias sócio-científicas na alfabetização científica dos alunos (nomeadamente, na compreensão da natureza da ciência e da sua relação com a sociedade e a cultura) (McComas, 2000). Nesta investigação, optou-se por uma abordagem interpretativa, de tipo qualitativo. Através da construção de estudos de caso procurou investigar-se o eventual impacto das controvérsias sócio-científicas nas concepções (sobre a natureza, o ensino e a aprendizagem das ciências) e na prática pedagógica dos professores. Como métodos de recolha de dados realizaram-se entrevistas semi-estruturadas e efectuaram-se observações de aulas. As questões controversas suscitadas por algumas inovações tecnológicas recentes – nomeadamente os seus eventuais impactos ambientais, sociais e culturais – tiveram impacto nas concepções dos professores acerca da natureza, do ensino e da aprendizagem da ciência. Para além de terem reforçado a dualidade de sentimentos relativamente à ciência e à tecnologia, como fonte de progresso e preocupação, desencadearam nestes professores a ideia da necessidade de uma alfabetização científica alargada que capacite a população para a compreensão e a tomada de decisões e de acções relativamente a estas temáticas. Contudo, o conceito de alfabetização científica, bem como a melhor forma de o alcançar, varia entre os professores participantes neste estudo

Os professores de Ciências Naturais e a discussão de controvérsias sociocientíficas: dois casos distintos

Vários educadores em ciência defendem a inclusão da discussão de questões sociocientíficas controversas nos currículos de ciências em resultado das suas potencialidades tanto na aprendizagem dos conteúdos, dos processos e da natureza da ciência e da tecnologia, como no desenvolvimento cognitivo, social, político, moral e ético dos alunos (Levinson, 2006; Millar, 1997; Nelkin, 1992; Reis, 1997; Sadler, 2004; Zeidler e Lewis, 2003). Contudo, apesar de todas as evidências empíricas relativamente ao seu potencial educacional, as actividades de discussão de questões sociocientíficas controversas não são realizadas em muitas aulas de ciências, mesmo quando integram as orientações curriculares e os professores consideram importante a sua realização. Esta investigação de índole qualitativa, baseada em estudos de caso, pretendeu estudar os factores que influenciam a realização de actividades de discussão de questões sociocientíficas controversas. Através da análise de dados provenientes de entrevistas e da observação de sequências de aulas procurou-se compreender os factores que motivam os professores a realizarem este tipo de actividade nas suas aulas. Os dois estudos de caso revelam que as controvérsias actuais nas áreas da biotecnologia, da genética molecular e das ciências médicas parecem ter tido impacto nas concepções das professoras reforçando, nomeadamente, a concepção de ciência como empreendimento dinâmico, em constante evolução e controverso, com interacções múltiplas com a tecnologia e a sociedade. Contudo, verifica-se que as ideias destas professoras acerca do empreendimento científico e da educação científica nem sempre se reflectem na sua prática de sala de aula. Diversos factores inerentes aos professores, aos alunos e ao sistema educativo parecem afectar a coerência entre as concepções e as práticas. Assim, a realização de actividades de discussão de questões sociocientíficas controversas depende, decisivamente, das convicções das professoras acerca da relevância educacional destas actividades e dos conhecimentos necessários à sua implementação em sala de aula

O diagnóstico de concepções sobre os cientistas através da análise e discussão de histórias de ficção científica redigidas pelos alunos

Neste artigo recorre-se à análise qualitativa do enredo de histórias de ficção científica sobre o trabalho de um grupo de cientistas, redigidas por três alunos portugueses da disciplina de Ciências da Terra e da Vida do 11º ano, e à realização de entrevistas semi-estruturadas, com o objectivo duplo de diagnosticar concepções sobre os cientistas e discutir as potencialidades desta metodologia na investigação e na educação em ciência. A metodologia utilizada revelou-se bastante adequada ao diagnóstico de concepções dos alunos sobre as características dos cientistas, a actividade científica e as interacções entre ciência, tecnologia e sociedade. Entre os participantes, foi notória a falta de conhecimentos processuais e epistemológicos sobre a ciência, bem como a existência de diversas concepções estereotipadas e deturpadas sobre as características e a actividade dos cientistas. Diversos factores parecem contribuir para esta situação, nomeadamente, as práticas de sala de aula utilizadas pelos seus professores, as imagens de ciência veiculadas pelos meios de comunicação social e a ausência, nas aulas de ciências, de qualquer tipo de reflexão crítica sobre essas imagens

A promoção do interesse e da relevância do ensino da ciência através da discussão de controvérsias sociocientíficas

Esta comunicação apresenta os resultados da realização de uma das actividades de discussão de controvérsias sociocientíficas incluídas no site “BioQuest”. Estes resultados foram obtidos a partir da análise de narrativas produzidas por dois grupos de professores que realizaram a actividade no âmbito da formação pós-graduada da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. A realização desta actividade pretendeu contribuir para a construção de uma interpretação crítica das interacções entre a ciência, a tecnologia, a sociedade e o ambiente

Crossing genetic and swarm intelligence algorithms to generate logic circuits

Genetic Algorithms (GAs) are adaptive heuristic search algorithm based on the evolutionary ideas of natural selection and genetic. The basic concept of GAs is designed to simulate processes in natural system necessary for evolution, specifically those that follow the principles first laid down by Charles Darwin of survival of the fittest. On the other hand, Particle swarm optimization (PSO) is a population based stochastic optimization technique inspired by social behavior of bird flocking or fish schooling. PSO shares many similarities with evolutionary computation techniques such as GAs. The system is initialized with a population of random solutions and searches for optima by updating generations. However, unlike GA, PSO has no evolution operators such as crossover and mutation. In PSO, the potential solutions, called particles, fly through the problem space by following the current optimum particles. PSO is attractive because there are few parameters to adjust. This paper presents hybridization between a GA algorithm and a PSO algorithm (crossing the two algorithms). The resulting algorithm is applied to the synthesis of combinational logic circuits. With this combination is possible to take advantage of the best features of each particular algorithm

A discussão de controvérsias sociocientíficas na formação de professores

A promoção da compreensão da natureza da ciência constitui um dos eixos fundamentais dos currículos de ciências actuais, procurando que os alunos entendam a produção do conhecimento científico e tomem decisões sobre assuntos de base científica com impacto directo na sua vida. Contudo, a investigação demonstra que os professores não integram esta vertente no seu ensino, comprometendo as aprendizagens dos alunos sobre esta temática. Num outro sentido, a investigação atribui potencialidades à discussão de assuntos sociocientíficos controversos na escola na construção de uma imagem de ciência mais real. Com este estudo, pretende-se compreender como é que um conjunto de 29 professores-formandos, de um mestrado em Educação, avalia as potencialidades deste tipo de metodologia. Apesar das avaliações bastante positivas, constata-se a necessidade de continuar a apoiar estes professores na implementação destas actividades com os seus alunos de modo a desenvolverem o conhecimento necessário à sua implementação

An evolutionary approach to the synthesis of combinational circuits

This paper proposes a genetic algorithm for designing combinational logic circuits and studies four different case examples: 2-to-1 multiplexer, one-bit full adder, four-bit parity checker and two-bit multiplier. The objective of this work is to generate a functional circuit with the minimum number of gates.N/

Combining genetic and particle swarm algorithms for the design of combinational circuits

Evolutionary computation (EC) is a growing research field of Artificial Intelligence (AI) and is divided in two main areas: the Evolutionary Algorithms (EA) and the Swarm Intelligence (SI). This paper presents an algorithm that combines an EA algorithm - the Genetic Algorithm (GA) with a SI algorithm - the Particle Swarm Optimization Algorithm (PSO). The new algorithm is applied to the synthesis of combinational logic circuits. With this combination is possible to take advantage of the best features of each particular algorithm.N/

A Big Problem for Magellan: Food Preservation

In this paper, we present data related to how a Portuguese teacher developed the module "A big problem for Magellan: Food preservation." Students were asked to plan an investigation in order to identify which were the best food preservation methods in the XV and XVI centuries of Portuguese overseas navigation, and then establish a parallel between those methods and current ones. Students were involved in discussing the relationship between science and social issues, and about the impact that science evolution has on daily life practices. The teacher had professional experience and a Master's degree in science education and considered that PARSEL and the specific module constituted a good approach to achieve his goals concerning science education. Students were attending a twelfth-grade biology class and wished to pursue university studies in science. We carried out participant observations, interviews with the teacher and four of his students, and we also administered a questionnaire to the students. Both teacher and students found the module popular and relevant for their lives. Despite positive assessment, some less positive issues, such as, time management and module extension, and the difficulty of making a connection between science and social issues were also identified

New Concepts Towards the Synthesis of Digital Circuits Through Genetic Algorithms

This paper analyses the performance of a Genetic Algorithm using two new concepts, namely a static fitness function including a discontinuity measure and a fractional-order dynamic fitness function, for the synthesis of combinational logic circuits. In both cases, experiments reveal superior results in terms of speed and convergence to achieve a solution