Initial Teacher Training: Contribution to an Appropriate Use of the Experimental Work

The renewal of conventional science teaching practices, particularly regarding the use of Experimental Work, has been a concern of official documents and experts, due to the lack of fitness and motivation on the part of teachers who use it. Since no one teaches in a scientifically accepted way what is unknown, it is essential to provide future teachers with didactic and scientific updates, in order to apply correct pedagogical-didactic practices, of experimental nature. This study included 12 future teachers of the 1st cycle of basic education (primary education) and aimed to investigate whether these students were correctly planning experimental activities which should assist in an internship context. The planning of these activities was based on the planning chart used in the Training Program of Experimental Science Education, promoted by the Portuguese Ministry of Education. The results showed that these future teachers acquired in the initial training classes the necessary skills to correctly design and plan experimental activities that would develop in the internship. It seems necessary to include "spaces" in the initial teacher training preparation in order to achieve adequacy in activities of an experimental nature

Actividades laboratoriais e educação em ciências: um estudo com manuais escolares de Ciências da Natureza do 5º ano de escolaridade e respectivos autores

Dissertação de Mestrado em Educação - Área de Especialização em Supervisão Pedagógica em Ensino das Ciências da NaturezaA comunidade científica reconhece o laboratório como um contexto que facilita a interacção entre os alunos, promove a aprendizagem das Ciências e orienta os alunos na reconstrução dos seus conhecimentos prévios. Também os actuais programas de Ciências, do 5º ano, defendem o uso de uma metodologia de ensino centrada no aluno, visando a promoção da aprendizagem do conhecimento conceptual e da metodologia científica, e considera o laboratório um valioso meio para atingir estes fins. Por outro lado, os manuais escolares são vistos como um recurso influenciador das práticas pedagógicas dos professores, nomeadamente as que respeitam ao uso do laboratório. Contudo, apesar das recomendações programáticas, anteriormente referidas, resultados de investigações revelam que a maior parte das actividades laboratoriais incluídas nos manuais escolares são fechadas e usadas para confirmar conhecimentos previamente apresentados ao aluno. Assim, os objectivos deste estudo são: investigar se as actividades laboratoriais incluídas nos manuais escolares de Ciências (5º ano), são ou não concordantes com os princípios gerais defendidos para o ensino das Ciências, no que respeita ao uso do laboratório; identificar as concepções assumidas pelos autores desses manuais acerca do uso do laboratório no ensino das Ciências e analisar a sua consistência com as características das actividades laboratoriais que propõem nos manuais. A fim de atingir os objectivos deste estudo, analisaram-se, em 12 manuais de Ciências da Natureza (5º ano), o tipo e o nível de abertura de todas actividades neles incluídas. Para o efeito, escolheram-se e adaptaram-se duas grelhas de análise propostas pela literatura, para além de se entrevistarem 11 dos autores destes manuais escolares. As entrevistas foram áudiogravadas, formando-se, a posteriori, categorias, com vista a analisar as respostas obtidas. Os resultados obtidos revelam que: as actividades laboratoriais incluídas nos manuais escolares são pouco diversificadas, têm um baixo nível de abertura e dificilmente são concordantes com as orientações provenientes da investigação em educação em ciências e com as recomendações programáticas; os autores vêem o laboratório como um meio de ilustrar ou confirmar conceitos e desenvolver competências de instrumentalização. Isto significa que as concepções assumidas pelos autores dos manuais apesar de serem consistentes com as características das actividades que inseriram nos manuais, elas são discordantes com as perspectivas aceites pela educação em ciências e com as directrizes curriculares da disciplina. Assim, os resultados deste estudo indicam que os autores de manuais escolares necessitam de desenvolver e/ou melhorar as suas concepções acerca da utilização do laboratório no ensino, a fim de que sejam capazes de elaborar manuais que sigam as recomendações da investigação em educação em ciências. Contudo, e dado que os manuais escolares são obras humanas, não é de esperar que venham a ser perfeitos. Deste modo, os professores precisam de aprender como lidar, com êxito, com as imperfeições dos manuais e como melhorar o valor educacional das actividades neles incluídas. Para isso, precisam de formação, no sentido de saberem como usar o laboratório no ensino, de acordo com uma perspectiva construtivista do ensino e da aprendizagem.The scientific community acknowledges the laboratory as a context that facilitates the interaction among students, that promotes their learning of science and that leads them to reconstruct their previous knowledge. Also, the 5th grade science syllabus argues for the use of a student centred teaching methodology, aiming to promote the learning of both conceptual knowledge and scientific methodology. Besides, according to this syllabus, the laboratory is a valuable means to achieve these ends. On the other hand, school textbooks are seen as an outstanding resource that influences teachers’ teaching practices, namely those relative to the use of the laboratory for teaching. However, opposite to the syllabus recommendations, some research results suggest that most of the laboratory activities included in science textbooks are both closed and used to confirm knowledge previously presented to the reader. Thus, the objectives of this study are: to investigate whether or not laboratory activities that are included in 5th grade science textbooks are consistent with the accepted guidelines for science teaching that deal with the use of the laboratory; to identify textbook authors’ conceptions about the use of the laboratory for teaching science and to analyse their consistency with the characteristics of the laboratory activities included in the texbooks. In order to attain the objectives of this study the laboratory activities included in 12 fifth grade science textbooks were analysed with regard to the type of activity and level of openness. Two grids were selected from the literature and adapted for the purpose of this analysis. Besides, the authors of 11 of these textbooks were interviewed. The interviews were audiotaped and a posteriori categories were developed for the analysis of the textbook authors’ answers. The results show that: textbooks’ laboratory activities are not very much diversified, have a low degree of openness and are hardly consistent with both the recommendations of research in science education and the syllabus guidelines; textbook authors conceptualise the laboratory as a means to illustrate/confirm concepts and to develop manipulative skills. This means that although textbook authors’ conceptions are consistent with the characteristics of the activities included in the textbooks they are nevertheless in disagreement with the acknowledged perspectives for science education as well as with the syllabus recommendations. The results of this study indicate that school textbook authors need to develop and/or update their ideas about using the laboratory for teaching in order to be able to write textbooks that follow the recommendations from research in science education. However, textbooks are human endeavours and they will never be perfect. Therefore, teachers need to learn how to deal successfully with their imperfections and how to improve the educational value of the laboratory activities included in them. In order to be able to do so, they may need some education on how to use the laboratory for teaching, according to a constructivist perspective for teaching and learning

As actividades laboratoriais e a explicação de fenómenos físicos : uma investigação centrada em manuais escolares, professores e alunos do ensino básico

Tese de Doutoramento em Educação, área do Conhecimento de Metodologia e Ensino das CiênciasNa escolaridade Básica, o principal objectivo da Educação em Ciências deve ser o de formar cidadãos cientificamente cultos capazes de tirar partido das Ciências e da tecnologia e de participar activamente na sociedade em que estão integrados. Para tal, o ensino das Ciências deverá actividades laboratoriais relacionadas com o tema seleccionado, bem como do modo como lidavam com a inter-relação dados/evidências/ conclusões; a aplicação de um questionário, que incluía cinco situações problemáticas centradas em fenómenos físicos relacionados com o tema escolhido, a um grupo de 165 professores (divididos em três subgrupos de 55 professores por cada um dos três ciclos do Ensino Básico); a realização de uma entrevista, individual, a 75 alunos, (divididos em três subgrupos de 25 alunos por cada ano terminal do Ensino Básico), centrada nas mesmas cinco situações problemáticas. Os professores tinham que apresentar a explicação que consideravam que os alunos do último ano do ciclo que leccionavam deveriam ser capazes de formular para o fenómeno descrito e, caso não considerassem essa explicação completa, tinham que formular a que eles próprios consideravam adequada. Os alunos tinham que prever (fundamentadamente) o que aconteceria se algo fosse feito e, depois de observarem o fenómeno, tinham que explicar as observações efectuadas. Os dados foram analisados com base numa tipologia de explicações e numa grelha de análise da inter-relação dados/evidências/conclusões/ disponíveis na literatura. Os resultados obtidos sugerem que quer os manuais escolares, quer os professores, quer os alunos, tendem a usar explicações pouco complexas, privilegiando as explicações descritivas e as causais. Em números consideráveis de actividades, os manuais apresentam explicações que nem são apoiadas nas necessárias evidências e nem derivam de modelos teóricos, usados explicitamente, para explicar os fenómenos. Os professores, especialmente os dos 1º e 2º ciclos, parecem ter algum desconhecimento das explicações científicas adequadas e ser pouco ambiciosos no que respeita às explicações a elaborar pelos seus alunos. Estes, por sua vez, tendem a fornecer explicações influenciadas pelas suas vivências quotidianas, e teórica e empiricamente pouco fundamentadas. Assim, as conclusões desta investigação evidenciam a necessidade de os professores e os manuais escolares prestarem mais atenção à questão do ensino e da aprendizagem da explicação científica e do desenvolvimento de capacidades explicativas dos alunos. Todavia, a consecução destes objectivos requer uma grande aposta na formação, científica e didáctica, dos professores e um adequado controlo da qualidade dos manuais escolares.It is widely accepted that the main goal of science education for all students should be education for citizenship. The reason for that has to do with the need to prepare students to take profit from science and technology and to behave as active and informed citizens in scientifically advanced societies. To attain this goal science teaching should enable students to develop competences that are relevant to citizens’ daily lives, irrespective of their future jobs. Among such competences are those related with data collection and evidence selection in order to build empirically based arguments, as well as those related to prediction and testing based on theoretical deductions. Throughout the history of science, the role of data in explanation construction and theory development was well as the acknowledgement of predictions based on theories were dependent on what was recognized as scientific knowledge at the moment. Research focusing on these issues suggests that students, teachers and textbook authors use and relate data, evidences and theories in several different ways, namely when they are dealing with the explanation of physical phenomena. This research study focuses on both compulsory education (up to 9th grade) and the topic “characteristics and behaviour of air”. Its aims at analysing the explanations: i) related with laboratory activities included in school science textbooks; ii) that science teachers would like their students to construct for five phenomena related to the theme referred to above, as well as those that they themselves believe are the most complete with regard to those phenomena; iii) that students construct to the same phenomena, when those phenomena are reproduced in a laboratorial context. Data collection involved: an analysis of both the characteristics of the interrelationship data/evidence/theory and the types of explanation associated with the lab activities related to the topic and given in 30 (4th, 5th and 8th grade) school science textbooks; the application of a questionnaire (concentrating on five problem situations related to physical phenomena within the scope of the topic selected for the purpose of this research) to 165 science teachers, belonging 55 to each one of the three compulsory education levels; the undertaken of an individual interview (focusing on the same five problem situations) with 75 students, belonging 25 to each one of the three compulsory education levels. For each problem situation, teachers were asked to give the explanations they would like students in the higher grade of the school level they were teaching to offer. Afterwards, if they did not take those explanations as the most complete, they should give the one that they themselves would take as the most complete one. Students were asked to predict (and explain) what they think would happen if a certain thing was done, to observe the phenomena, and to explain the observations they could then make. For data analysis purposes, a typology of explanations and a data/evidence/theory analysis grid, available in the literature were used. Results suggest that school textbooks as well as teachers and students tend to use the two simplest levels of explanation that is, descriptive and causal explanations. For a meaningful number of activities, school textbooks give explanations that are neither supported by empirical evidence nor explicitly deducted from theoretical models. Teachers, especially those working with the two lower school levels, seem to lack some knowledge on the appropriate scientific explanations ant to not be that much demanding with regard to students’ explanations of the physical phenomena selected for this research. As far as students are concerned, they tend to base the explanations on their everyday experiences and to omit empirical and theoretical support. Thus, the conclusions of this research make it evident the need for teachers and textbook authors to give more attention to the teaching and learning of scientific explanations as well as to the development of students’ explanation related competences. However, success on these issues requires not only an adequate teacher education intervention, but also an appropriate textbook quality control

Development of self-direction in students through 5th grade natural sciences textbooks

O potencial contributo de quatro manuais escolares de Ciências Naturais do 5º ano no desenvolvimento da autodireção dos alunos, através das atividades de aprendizagem de lápis e papel do domínio ‘A água, as rochas e o solo - materiais terrestres’, constitui o enfoque deste estudo. A promoção da autodireção dos alunos está, principalmente, restrita à gestão da estratégia, em tarefas de pesquisa de informação, e à tomada de iniciativa na realização de tarefas de autoavaliação da aprendizagem. Importa incrementar espaços orientados para o envolvimento do aluno na gestão de outras componentes de aprendizagem (objetivos, processos de aprendizagem, etc.).La potencial contribución de cuatro libros escolares de Ciencias Naturales del 5° año en el desarrollo de la autodirección de los estudiantes, a través de las actividades de aprendizaje de lápiz y papel en el dominio ‘El agua, rocas y el suelo - materiales de la Tierra’, es el foco de este estudio. La promoción de la auto-dirección está restringida principalmente a la gestión de la estrategia, a las tareas de búsqueda de información, y a la iniciativa en la realización de tareas de autoevaluación de aprendizaje. Es importante incrementar espacios orientados a la participación de los estudiantes en el manejo de otros componentes de aprendizaje (objetivos, procesos de aprendizaje, etc.).The potential contribution of four Natural Science 5th grade textbooks in the development of students’ self-direction, through paper and pencil learning activities within the domain ‘Water, rocks and soil - Earth materials’, is the focus of this study. The promotion of students’ self-direction is mainly restricted to strategy management, in information searching tasks, and taking the initiative in learning self-assessment tasks. It is important to increment oriented spaces for the student involvement in the management of other learning components (objectives, learning processes, etc.)

The school manual of natural sciences: educational: modification or transformation?

Apetrechar os alunos de múltiplas literacias que venham a mobilizar, futuramente, na sociedade, implica facultar-se-lhes recursos pedagógico-didáticos promotores do desenvolvimento de competências várias (DGE, 2017). Neste âmbito, o manual escolar tem vindo a sofrer várias alterações, havendo, cada vez mais, a combinação do suporte em papel com recursos tecnológicos. Este artigo inclui resultados de um estudo que pretende identificar as características de manuais escolares de ciências naturais do 5º ano de escolaridade, e as consequentes tendências em termos de possibilidades de transformação (Ross, 2011). Os dados foram recolhidos analisando-se o subdomínio Importância da água para os seres vivos, em seis manuais editados por três editoras portuguesas. Os resultados apontam para uma variedade de recursos audiovisuais, mas que não transformam o manual quanto a interatividade e inovação. As conclusões evidenciam a necessidade de novos estudos focados na questão da qualidade pedagógicodidática de recursos educativos digitais em função das potencialidades e limites para o desenvolvimento de competências.Support students to develop multiple literacies that are future mobilized on society involve providing them with pedagogical-didactic resources promoters of the development of various competencies (DGE, 2017). In this context, the school textbooks has been undergoing several changes, with more and more the combination of paper support with technological resources. This article includes results from a study that intends to identify the characteristics of 5th year Natural Sciences school textbooks, and the consequent tendencies in terms of possibilities of transformation (Ross, 2011). The data were collected by analyzing the subject “The importance of water for living beings”, in six manuals edited by three Portuguese publishers. The results point to a variety of audiovisual resources, but they do not transform the manual in terms of interactivity and innovation. The conclusions highlight the need for further studies focused on the issue of pedagogical quality.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Vamos marcar um golo na Matemática?

Vamos marcar um golo na Matemática? oferece uma abordagem «futebolística» ao novo programa de Matemática do 5.º ano de escolaridade. Com esta obra, os autores prometem transportar o entusiasmo do jogo a uma disciplina que, demasiadas vezes, é considerada pouco atrativa. Com dezenas de exercícios e respetivas soluções, percorrem-se nestas páginas os vários temas da Matemática do 5.º ano, num contexto amplamente conhecido: o futebol! Agora, poderás marcar «golos» na Matemática…publishe

Alambique : didáctica de las ciencias experimentales

Resumen tomado de la revistaDeterminados tipos de actividades de laboratorio pueden constituir un recurso didáctico importante para el aprendizaje de explicaciones científicas de fenómenos naturales. Sin embargo, las actividades de laboratorio propuestas por los manuales escolares están, a veces, inadecuadamente estructuradas, por lo que no facilitan la construcción de esas explicaciones. En este artículo se analiza de qué modo las actividades de laboratorio destinadas a facilitar el aprendizaje de conocimiento conceptual, sugeridas por manuales escolares de ciencias y relacionadas con las propiedades y la constitución del aire, lidian con la interrelación datos-evidencias-conclusiones y con la explicación científica.CataluñaES