Apresentam-se e analisam-se os contributos de 4 estudos de caso para a compreensão do potencial da utilização sinérgica dos sentidos e de sensores no apoio à transição do pensamento concreto para o abstrato, em contextos de ensino experimental das ciências no 1º e 2º ciclo do ensino básico. Recolheram-se e analisaram-se evidências de desenvolvimento da abstração sobre tópicos de considerável complexidade, como os de biodiversidade, ser vivo, temperatura e frequência cardíaca

Barbot, António

Lopes, J. Bernardino

Silva, Maria João

Enseñanza de las Ciencias Revista de investigación y experiencias didácticas

Apresentam-se e analisam-se os contributos de 4 estudos de caso para a compreensão do potencial da utilização sinérgica dos sentidos e de sensores no apoio à transição do pensamento concreto para o abstrato, em contextos de ensino experimental das ciências no 1º e 2º ciclo do ensino básico. Recolheram-se e analisaram-se evidências de desenvolvimento da abstração sobre tópicos de considerável complexidade, como os de biodiversidade, ser vivo, temperatura e frequência cardíaca.Agradecemos o apoio da FCT pela Bolsa de Doutoramento com a referência SFRH/BD/74603/2010

Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

UTILIZAÇÃO DE SENSORES E DOS SENTIDOS HUMANOS NO APOIO À TRANSIÇÃO DO CONCRETO PARA O ABSTRATO   Maria João Silva Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto  inED – Centro de Investigação e Inovação em Educação, Porto  J. Bernardino Lopes Escola de Ciência e Tecnologia – Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real CIDTFF – Centro de Investigação Didática e Tecnologia na Formação de Formadores, Aveiro  António Barbot Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto   RESUMO: Apresentam-se e analisam-se os contributos de 4 estudos de caso para a compreensão do potencial da utilização sinérgica dos sentidos e de sensores no apoio à transição do pensamento concreto para o abstrato, em contextos de ensino experimental das ciências no 1º e 2º ciclo do ensino básico. Recolheram-se e analisaram-se evidências de desenvolvimento da abstração sobre tópicos de considerável complexidade, como os de biodiversidade, ser vivo, temperatura e frequência cardíaca.  PALAVRAS CHAVE: Pensamento Abstrato; Sentidos; Sensores; Tópicos complexos.  ENSEÑAZA DE LAS CIENCIAS. Número extra · año 2013. ISSN: 0212-4521. Páginas - 280-285.  

Utilização de Sensores e dos Sentidos Humanos no apoio à transição do Concreto para o Abstrato

Lopes, Joaquim Bernardino

Diposit Digital de Documents de la UAB

IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIASGirona, 9-12 de septiembre de 2013COMUNICACIÓN280UTILIZAÇÃO DE SENSORES E DOS SENTIDOS HUMANOS NO APOIOÀ TRANSIÇÃO DO CONCRETOPARA O ABSTRATOMaria João SilvaEscola Superior de Educação do Instituto Politécnico do PortoinED – Centro de Investigação e Inovação em Educação, PortoJ. Bernardino LopesEscola de Ciência e Tecnologia – Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila RealCIDTFF – Centro de Investigação Didática e Tecnologia na Formação de Formadores, AveiroAntónio BarbotEscola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto;RESUMO: Apresentam-se e analisam-se os contributos de 4 estudos de caso para a compreensão do potencial da utilização sinérgica dos sentidos e de sensores no apoio à transição do pensamento concreto para o abstrato, em contextos de ensino experimental das ciências no 1º e 2º ciclo do ensino básico. Recolheram-se e analisaram-se evidências de desenvolvimento da abstração sobre tópicos de considerável complexidade, como os de biodiversidade, ser vivo, temperatura e frequência cardíaca.PALAVRAS CHAVE: Pensamento Abstrato; Sentidos; Sensores; Tópicos complexos.OBJETIVOSNo contexto de uma investigação mais alargada, analisam-se 4 estudos de caso, visando compreender o papel que os sensores eletrónicos, em conjunto com os sentidos humanos, podem desempenhar no desenvolvimento do pensamento abstrato em alunos do 1º e do 2º ciclo do ensino básico.As questões de investigação deste estudo são:a) De que forma os sensores eletrónicos se articulam com os sentidos humanos para observar e descrever fenómenos ambientais?b) Que práticas epistémicas ocorrem? Qual o papel do professor?c) Que desenvolvimento do pensamento abstrato emerge?MARCO TEÓRICOO pensamento abstrato inclui o uso de modelos mentais complexos (Lombardi, 2007), entendidos como sistemas de relações causais entre variáveis. Este pensamento é necessário na abordagem expe-rimental da complexidade ambiental (Lombardi, 2007) e na utilização de simulações (Lopes et al., 281IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-2852012). No desenvolvimento do pensamento abstrato, as experiências sensoriais (Minogue & Jones, 2006) e o ensino têm um papel fundamental (Eberbach & Crowley, 2009).Os sensores eletrónicos e os sentidos têm sido usados na exploração didática de informação am-biental (e. g. Silva et al., 2009; Rogers et al., 2010). Neste contexto: i) tem sido utilizada uma aborda-gem construtivista (e.g., Vygotsky, 1978); ii) a mediação docente da aprendizagem (Weil-Barais & Du-mas-Carré, 1998) permite promover as práticas epistémicas dos alunos (Kelly & Takao, 2002), como observar, interpretar, representar e modelizar, com transições entre o concreto e o abstrato (Lopes et al., 2012). Tais práticas devem contribuir para que as crianças: descrevam e representem o ambiente (Silva et al., 2009); desenvolvam o pensamento abstrato, baseado em modelos (Eberbach & Crowley, 2009).METODOLOGIAAnalisaram-se 4 estudos de caso, com características de investigação-ação (Cohen, Manion, & Mor-rison, 2010). Usaram-se diversos sensores e sentidos humanos no estudo de tópicos complexos, como biodiversidade, ser vivo e temperatura (ver Tabela 1).Tabela 1. Sensores e sentidos utilizados em 4 estudos de caso na exploração de tópicos complexosDesignação do Estudo de Caso Participantes SentidosSensores(eletrónicos e não eletrónicos)Conceitos e Gran-dezasTarefasCentraisEstudo 1Uma Abordagem Experimental à Complexidade do Conceito de Ser Vivo (Teixeira, 2012)Professora/Investigadora;Turma de 15 alu-nos (5 raparigas e 10 rapazes) do 2.º ano de escolari-dadeVisão; Lupa binocular;Microscópio digital;Microscópio ótico composto;Biodiversidade;Ser VivoRecolher seres vivos;Observar seres vivos com diferen-tes ampliações e desenhá-los; Calcular ampliações; Devolver seres ao seu habitat.Estudo 2Ensino Expe-rimental da Biodiversidade e da Temperatura nas Poças de Maré (Gonçalves, 2012)Professora/Investigadora;Turma de 26 alu-nos (16 raparigas e 10 rapazes) do 4.º ano de escola-ridadeVisão;Audição;Olfato;Tato/Sentido da temperaturaMáquina fotográfi-ca digital;Sensor de tempera-tura da águaBiodiversidade;TemperaturaFotografar o ambien-te e registar sons;Analisar, classificar e completar representa-ções gráficas;Monitorizar a varia-ção da temperatura da água em 24h;Estudo 3O Sentido do Tato, Calor e Temperatura (No-gueira, 2012)Professora/Investigadora;Turma de 21 alu-nos (9 raparigas e 12 rapazes) do 6º ano de escolari-dadeVisão;Tato/Sentido da temperaturaTermómetros;Sensor de tempera-tura do arTemperatura Fazer estimativas e monitorizar a temperatura da água e do ar;Representar e interpretar os dados obtidos;Descrever e interpre-tar as experiências282 IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285Designação do Estudo de Caso Participantes SentidosSensores(eletrónicos e não eletrónicos)Conceitos e Gran-dezasTarefasCentraisEstudo 4Trabalho Expe-rimental Sobre os Sons do Meio Ambiente e as Emoções que Eles Evocam (Nunes, 2012)Professora/Investigadora;Turma de 25 alu-nos (14 raparigas e 11 rapazes) do 2º ano de escola-ridadeVisão;Audição;Sonómetro;Sensor de Ritmo CardíacoIntensidade Sonora;Frequência Car-díaca;Monitorizar variação da intensidade sonora com a distância a uma fonte;Monitorizar, com o tato e com sensor, a frequência cardí-aca em diferentes situaçõesNos 4 estudos, as professoras promoveram a participação dos alunos na realização de experiências, formulação de hipóteses e reflexão sobre os resultados (Tabela l).Foram produzidos, e analisados, registos escritos, de imagem e áudio das atividades, identificando os excertos mais relevantes para os objetivos dos estudos de caso. Foram também analisados os docu-mentos produzidos pelas crianças.RESULTADOSRespostas às questões de investigação obtidas no ensino dos conceitos de biodiversidade e de ser vivo:a) O uso conjunto dos sentidos e sensores (Tabela 2) permitiu que as crianças: (i) Desenvolvessem competências de observação e de desenho de um objeto com diferentes ampliações. Anterior-mente, as crianças quando desenhavam a observação microscópica de algo visível macroscopica-mente, continuavam a representar a imagem macroscópica (estudo 1); (ii) Ligassem as vivências sensoriais concretas com o conceito de zonação.b) O conceito de zonação foi aprofundado utilizando representações múltiplas, nomeadamente uma visita virtual interativa, após a qual as crianças completaram um modelo de zonação inter-tidal, evidenciando considerável abstração (estudo 2). Incentivadas pelas docentes, as crianças observaram, interpretaram, representaram e modelizaram (práticas epistémicas).c) Relacionaram-se dois «mundos», transitando entre registos semióticos (desenhar objetos em es-calas diferentes – estudo 1). Construíram-se representações múltiplas do mesmo fenómeno (com sentidos e sensores), usando-se modelos para compreendê-las (estudo 2). Estes dois aspetos, re-tirados da análise dos dados, evidenciam a passagem de pensamento concreto para abstrato nos alunos.Tabela 2. Uso dos sentidos e sensores para estudar os conceitos biodiversidade e ser vivoEstudo de Caso Uso dos sentidos e sensoresEstudo 1A observação, com lupa binocular e microscópios ótico e digital, permitiu trabalhar os conceitos de biodiversidade (que inclui a diversidade microscópica) e de ser vivo (que inclui a unidade célula). O microscópio digital contribuiu para a compreensão do fenómeno ampliação, facilitando o controlo pelos alunos e tornando visível o aumento contínuo da imagem.283IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285Estudo 2As crianças fotografaram, com a câmara digital, evidências de organismos em poças de maré. Vivenciaram sensações (como sons e cheiros), emoções e perceções. As fotografias foram analisadas em turma. Identificaram-se seres vivos e zonas de ocorrência, no estudo da zonação, que exige o relacionamento de variáveis (diferentes espécies em função das diferentes zonas do litoral). Respostas às questões de investigação no ensino para familiarização com a grandeza tem-peratura:a) A utilização conjunta dos sentidos e sensores, no âmbito do trabalho com a grandeza tempera-tura, está descrita na Tabela 3.Tabela 3. Uso dos sentidos e sensores na familiarização com a grandeza temperatura e suas variações em função de diversas variáveis ambientais Estudo de Caso Contributo dos sensores para o desenvolvimento do pensamento abstratoEstudo 2Partindo-se da questão-problema «De que forma a temperatura da água varia durante um dia?», a turma, com a mediação da professora, identificou a intensidade da radiação solar como vari-ável independente, e, como variáveis independentes a controlar, a temperatura da água, o tipo, diâmetro e local do recipiente, a profundidade em que é realizada a medição, e volume da água.Obteve-se um gráfico, criado automaticamente a partir da informação adquirida pelo sensor. Estudo 3Os termómetros foram utilizados para medir a temperatura da água em diversas experiências que familiarizaram os alunos com a variação da temperatura em função de diferentes variáveis ambientais, (meio em que se encontra, profundidade em que é realizada a medição e recipiente). O sensor eletrónico de temperatura do ar foi usado para medir a temperatura da sala de aula de forma contínua, em função da distância à janela.b) O uso dos sentidos e sensores, mediado pelas professoras, permitiu que as crianças efectuassem várias práticas epistémicas: (i) interpretar gráficos efetuando cálculos para determinar as horas do dia em que ocorreram determinados valores de temperatura (as unidades do eixo das abcis-sas eram segundos); relacionar a temperatura com variáveis independentes, como a radiação solar (estudo 2) e com outras variáveis, em pequeno texto solicitado (estudo 3); (iii) registar as medições em tabelas e gráficos. Verificaram-se dificuldades na realização de estimativas da tem-peratura em diferentes situações (estudo 3). Várias crianças, interpretaram as sensações das suas mãos como perda, ou ganho, de calor, reconhecendo que podiam ser «enganadas» em diferentes situações e concluindo que os sensores complementaram os sentidos e realizaram medições mais rigorosas (estudo 3).c) As vivências sensoriais criaram uma base concreta para a abstração, o que possibilitou a interpre-tação de representações gráficas complexas da variação da temperatura. As crianças compreen-deram a necessidade de um pensamento mais complexo na monitorização da temperatura e os dados evidenciam tal pensamento em muitas delas.284 IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285Respostas às questões de investigação obtidas no Estudo Experimental sobre os Sons do Meio Ambiente (estudo 4):a) No uso dos sentidos e sensores para explorar os conceitos intensidade sonora e frequência cardía-ca, as crianças utilizaram: (i) um sonómetro para verificar a variação da intensidade sonora em função da distância a uma fonte sonora; (ii) o tato e um sensor para monitorizar a frequência cardíaca (das próprias e das de outras) enquanto escutavam diferentes músicas.b) A professora mediou a exploração da frequência cardíaca, como indicadora de emoções provo-cadas por diferentes músicas. As crianças utilizaram os sentidos e os sensores para desenvolver as práticas epistémicas de observar e interpretar: (i) as medições (apresentadas em números decimais) da intensidade sonora em decibéis; (ii) os gráficos produzidos com o sensor de frequência cardíaca.c) O uso de sentidos e sensores possibilitou o treino da escuta e da «auscultação tátil». A interpre-tação significativa, por crianças de 7 e 8 anos, de representações numéricas e gráficas complexas é uma evidência do desenvolvimento do pensamento abstrato.CONCLUSÕESA análise de 4 estudos de caso sistematizou evidências de que a informação sensorial quotidiana con-creta apoiou a criação de sentido (com abstração): na interpretação de informação adquirida por senso-res eletrónicos e na criação de modelos mentais complexos, como o de zonação do litoral, o de ser vivo e o de biodiversidade. O uso de sensores eletrónicos possibilitou a exploração do não visível, como: i) o mundo microscópico; ii) os padrões e referenciais de variação de grandezas como a temperatura e a intensidade sonora em função de variáveis independentes. Foi, ainda, possibilitada a melhoria da aquisição de informação sensorial. A análise dos 4 estudos evidenciou também que o uso dos sensores e sentidos favoreceu a ocorrência de práticas epistémicas dos alunos e o desenvolvimento de várias formas de pensamento abstrato.AGRADECIMENTOSAgradecemos o apoio da FCT pela Bolsa de Doutoramento com a referência SFRH/BD/74603/2010.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASCohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2010). Research Methods in Education (6th ed.). London: RoutledgeEberbach, C., & Crowley, K. (2009). From Everyday to Scientific Observation: How Children Learn to Observe the Biologist’s World. Review of Educational Research, 79 (1), 39-68.Gonçalves, L. (2012). Ensino experimental da biodiversidade e da temperatura nas poças de maré: Uma proposta pedagógica para o 4º ano de escolaridade. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola Superior de Educação do IPP.Kelly, G. J., & Takao, A. (2002). Epistemic Levels in Argument: An Analysis of University Oceanogra-phy Students’ Use of Evidence in Writing. Science Education, 86(3), 314-342.Lombardi, M. M. (2007). Authentic learning for the 21st century: An overview. Educause Learning Ini-tiative (ELI). In Diana G. Oblinger (Ed.), ELI Paper 1: 2007. Disponível em http://www.educause.edu/library/resources/authentic-learning-21st-century-overview.285IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285Lopes, J. B., Cravino, J. P., Silva, A. A., Viegas, C. (2012). The role of teacher mediation using com-puter simulations in physical sciences to improve students’ epistemic competences – a theoretical framework. In Computer Based Learning In Science. Conference Proceedings 2012 (pp. 2-10). Dispo-nível em http://cblis2012.crecim.cat/proceedings/ Minogue, J., & Jones, M. G. (2006). Haptics in Education: An Untapped Sensory Modality. Review of Educational Research, 76 (3), 317-348.Nogueira, C. (2012). O sentido do tato, calor e temperatura: Uma abordagem experimental no 2.ºCEB. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola Superior de Educação do IPP.Nunes, O. (2012). Trabalho experimental sobre os sons do meio ambiente e as emoções que eles evocam: Estudo de Caso com uma turma do 2º ano do Ensino Básico. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola Superior de Educação do IPP.Rogers, Y., Connelly, K. Hazlewood, W., & Tedesco, L. (2010). Enhancing learning: a study of how mobile devices can facilitate sense making. Personal and Ubiquitous Computing, 14(2), 111-124.Silva, M. J., Gomes, C. A., Pestana, B., Lopes, J. C., Marcelino, M. J., Gouveia, C., & Fonseca, A. (2009). Adding space and senses to mobile world exploration. In A. Druin (Ed.), Mobile technology for children, 147-170. Boston: Morgan Kaufmann.Teixeira, S. (2012). Uma abordagem experimental à complexidade do conceito de ser vivo com alunos do 2.ºano de escolaridade. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola Superior de Educação do IPP.Vygotsky, L.S. (1978). Mind in society: The development of higher mental processes. Cambridge, MA: Harvard University Press.Weil-Barais, A., & Dumas-Carré, A. (1998). Les Interactions Didactiques, Tutelles et/ou Médiation. In A. Dumas-Carré, & A. Weil-Barais (Eds.), Tutelle et Médiation dans l’Éducation Scientifique, 1-15. Bern: Peter Lang.

Utilização de sensores e dos sentidos humanos no apoioà transição do concretopara o abstrato

Revistes Catalanes amb Accés Obert

IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN 
EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS
Girona, 9-12 de septiembre de 2013
COMUNICACIÓN
280
UTILIZAÇÃO DE SENSORES 
E DOS SENTIDOS HUMANOS 
NO APOIOÀ TRANSIÇÃO 
DO CONCRETOPARA O ABSTRATO
Maria João Silva
Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto
inED – Centro de Investigação e Inovação em Educação, Porto
J. Bernardino Lopes
Escola de Ciência e Tecnologia – Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real
CIDTFF – Centro de Investigação Didática e Tecnologia na Formação de Formadores, Aveiro
António Barbot
Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto;
RESUMO: Apresentam-se e analisam-se os contributos de 4 estudos de caso para a compreensão 
do potencial da utilização sinérgica dos sentidos e de sensores no apoio à transição do pensamento 
concreto para o abstrato, em contextos de ensino experimental das ciências no 1º e 2º ciclo do ensino 
básico. Recolheram-se e analisaram-se evidências de desenvolvimento da abstração sobre tópicos de 
considerável complexidade, como os de biodiversidade, ser vivo, temperatura e frequência cardíaca.
PALAVRAS CHAVE: Pensamento Abstrato; Sentidos; Sensores; Tópicos complexos.
OBJETIVOS
No contexto de uma investigação mais alargada, analisam-se 4 estudos de caso, visando compreender 
o papel que os sensores eletrónicos, em conjunto com os sentidos humanos, podem desempenhar no 
desenvolvimento do pensamento abstrato em alunos do 1º e do 2º ciclo do ensino básico.
As questões de investigação deste estudo são:
a) De que forma os sensores eletrónicos se articulam com os sentidos humanos para observar e 
descrever fenómenos ambientais?
b) Que práticas epistémicas ocorrem? Qual o papel do professor?
c) Que desenvolvimento do pensamento abstrato emerge?
MARCO TEÓRICO
O pensamento abstrato inclui o uso de modelos mentais complexos (Lombardi, 2007), entendidos 
como sistemas de relações causais entre variáveis. Este pensamento é necessário na abordagem expe-
rimental da complexidade ambiental (Lombardi, 2007) e na utilização de simulações (Lopes et al., 
281IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285
2012). No desenvolvimento do pensamento abstrato, as experiências sensoriais (Minogue & Jones, 
2006) e o ensino têm um papel fundamental (Eberbach & Crowley, 2009).
Os sensores eletrónicos e os sentidos têm sido usados na exploração didática de informação am-
biental (e. g. Silva et al., 2009; Rogers et al., 2010). Neste contexto: i) tem sido utilizada uma aborda-
gem construtivista (e.g., Vygotsky, 1978); ii) a mediação docente da aprendizagem (Weil-Barais & Du-
mas-Carré, 1998) permite promover as práticas epistémicas dos alunos (Kelly & Takao, 2002), como 
observar, interpretar, representar e modelizar, com transições entre o concreto e o abstrato (Lopes et al., 
2012). Tais práticas devem contribuir para que as crianças: descrevam e representem o ambiente (Silva 
et al., 2009); desenvolvam o pensamento abstrato, baseado em modelos (Eberbach & Crowley, 2009).
METODOLOGIA
Analisaram-se 4 estudos de caso, com características de investigação-ação (Cohen, Manion, & Mor-
rison, 2010). Usaram-se diversos sensores e sentidos humanos no estudo de tópicos complexos, como 
biodiversidade, ser vivo e temperatura (ver Tabela 1).
Tabela 1. 
Sensores e sentidos utilizados em 4 estudos de caso na exploração de tópicos complexos
Designação do 
Estudo de Caso Participantes Sentidos
Sensores
(eletrónicos e não 
eletrónicos)
Conceitos e Gran-
dezas
Tarefas
Centrais
Estudo 1
Uma Abordagem 
Experimental à 
Complexidade do 
Conceito de Ser 
Vivo (Teixeira, 
2012)
Professora/
Investigadora;
Turma de 15 alu-
nos (5 raparigas e 
10 rapazes) do 2.º 
ano de escolari-
dade
Visão; Lupa binocular;
Microscópio 
digital;
Microscópio ótico 
composto;
Biodiversidade;
Ser Vivo
Recolher seres vivos;
Observar seres 
vivos com diferen-
tes ampliações e 
desenhá-los; Calcular 
ampliações; Devolver 
seres ao seu habitat.
Estudo 2
Ensino Expe-
rimental da 
Biodiversidade e 
da Temperatura 
nas Poças de Maré 
(Gonçalves, 2012)
Professora/
Investigadora;
Turma de 26 alu-
nos (16 raparigas 
e 10 rapazes) do 
4.º ano de escola-
ridade
Visão;
Audição;
Olfato;
Tato/Sentido 
da temperatura
Máquina fotográfi-
ca digital;
Sensor de tempera-
tura da água
Biodiversidade;
Temperatura
Fotografar o ambien-
te e registar sons;
Analisar, classificar e 
completar representa-
ções gráficas;
Monitorizar a varia-
ção da temperatura 
da água em 24h;
Estudo 3
O Sentido do 
Tato, Calor e 
Temperatura (No-
gueira, 2012)
Professora/
Investigadora;
Turma de 21 alu-
nos (9 raparigas e 
12 rapazes) do 6º 
ano de escolari-
dade
Visão;
Tato/Sentido 
da temperatura
Termómetros;
Sensor de tempera-
tura do ar
Temperatura Fazer estimativas 
e monitorizar a 
temperatura da água 
e do ar;
Representar e 
interpretar os dados 
obtidos;
Descrever e interpre-
tar as experiências
282 IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285
Designação do 
Estudo de Caso Participantes Sentidos
Sensores
(eletrónicos e não 
eletrónicos)
Conceitos e Gran-
dezas
Tarefas
Centrais
Estudo 4
Trabalho Expe-
rimental Sobre 
os Sons do Meio 
Ambiente e as 
Emoções que Eles 
Evocam (Nunes, 
2012)
Professora/
Investigadora;
Turma de 25 alu-
nos (14 raparigas 
e 11 rapazes) do 
2º ano de escola-
ridade
Visão;
Audição;
Sonómetro;
Sensor de Ritmo 
Cardíaco
Intensidade 
Sonora;
Frequência Car-
díaca;
Monitorizar variação 
da intensidade sonora 
com a distância a 
uma fonte;
Monitorizar, com o 
tato e com sensor, a 
frequência cardí-
aca em diferentes 
situações
Nos 4 estudos, as professoras promoveram a participação dos alunos na realização de experiências, 
formulação de hipóteses e reflexão sobre os resultados (Tabela l).
Foram produzidos, e analisados, registos escritos, de imagem e áudio das atividades, identificando 
os excertos mais relevantes para os objetivos dos estudos de caso. Foram também analisados os docu-
mentos produzidos pelas crianças.
RESULTADOS
Respostas às questões de investigação obtidas no ensino dos conceitos de biodiversidade e 
de ser vivo:
a) O uso conjunto dos sentidos e sensores (Tabela 2) permitiu que as crianças: (i) Desenvolvessem 
competências de observação e de desenho de um objeto com diferentes ampliações. Anterior-
mente, as crianças quando desenhavam a observação microscópica de algo visível macroscopica-
mente, continuavam a representar a imagem macroscópica (estudo 1); (ii) Ligassem as vivências 
sensoriais concretas com o conceito de zonação.
b) O conceito de zonação foi aprofundado utilizando representações múltiplas, nomeadamente 
uma visita virtual interativa, após a qual as crianças completaram um modelo de zonação inter-
tidal, evidenciando considerável abstração (estudo 2). Incentivadas pelas docentes, as crianças 
observaram, interpretaram, representaram e modelizaram (práticas epistémicas).
c) Relacionaram-se dois «mundos», transitando entre registos semióticos (desenhar objetos em es-
calas diferentes – estudo 1). Construíram-se representações múltiplas do mesmo fenómeno (com 
sentidos e sensores), usando-se modelos para compreendê-las (estudo 2). Estes dois aspetos, re-
tirados da análise dos dados, evidenciam a passagem de pensamento concreto para abstrato nos 
alunos.
Tabela 2. 
Uso dos sentidos e sensores para estudar os conceitos biodiversidade e ser vivo
Estudo de Caso Uso dos sentidos e sensores
Estudo 1
A observação, com lupa binocular e microscópios ótico e digital, permitiu trabalhar os conceitos de 
biodiversidade (que inclui a diversidade microscópica) e de ser vivo (que inclui a unidade célula). 
O microscópio digital contribuiu para a compreensão do fenómeno ampliação, facilitando o 
controlo pelos alunos e tornando visível o aumento contínuo da imagem.
283IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285
Estudo 2
As crianças fotografaram, com a câmara digital, evidências de organismos em poças de maré. 
Vivenciaram sensações (como sons e cheiros), emoções e perceções. 
As fotografias foram analisadas em turma. Identificaram-se seres vivos e zonas de ocorrência, 
no estudo da zonação, que exige o relacionamento de variáveis (diferentes espécies em função 
das diferentes zonas do litoral). 
Respostas às questões de investigação no ensino para familiarização com a grandeza tem-
peratura:
a) A utilização conjunta dos sentidos e sensores, no âmbito do trabalho com a grandeza tempera-
tura, está descrita na Tabela 3.
Tabela 3. 
Uso dos sentidos e sensores na familiarização com a grandeza 
temperatura e suas variações em função de diversas variáveis ambientais 
Estudo de Caso Contributo dos sensores para o desenvolvimento do pensamento abstrato
Estudo 2
Partindo-se da questão-problema «De que forma a temperatura da água varia durante um dia?», 
a turma, com a mediação da professora, identificou a intensidade da radiação solar como vari-
ável independente, e, como variáveis independentes a controlar, a temperatura da água, o tipo, 
diâmetro e local do recipiente, a profundidade em que é realizada a medição, e volume da água.
Obteve-se um gráfico, criado automaticamente a partir da informação adquirida pelo sensor. 
Estudo 3
Os termómetros foram utilizados para medir a temperatura da água em diversas experiências 
que familiarizaram os alunos com a variação da temperatura em função de diferentes variáveis 
ambientais, (meio em que se encontra, profundidade em que é realizada a medição e recipiente). 
O sensor eletrónico de temperatura do ar foi usado para medir a temperatura da sala de aula de 
forma contínua, em função da distância à janela.
b) O uso dos sentidos e sensores, mediado pelas professoras, permitiu que as crianças efectuassem 
várias práticas epistémicas: (i) interpretar gráficos efetuando cálculos para determinar as horas 
do dia em que ocorreram determinados valores de temperatura (as unidades do eixo das abcis-
sas eram segundos); relacionar a temperatura com variáveis independentes, como a radiação 
solar (estudo 2) e com outras variáveis, em pequeno texto solicitado (estudo 3); (iii) registar as 
medições em tabelas e gráficos. Verificaram-se dificuldades na realização de estimativas da tem-
peratura em diferentes situações (estudo 3). Várias crianças, interpretaram as sensações das suas 
mãos como perda, ou ganho, de calor, reconhecendo que podiam ser «enganadas» em diferentes 
situações e concluindo que os sensores complementaram os sentidos e realizaram medições mais 
rigorosas (estudo 3).
c) As vivências sensoriais criaram uma base concreta para a abstração, o que possibilitou a interpre-
tação de representações gráficas complexas da variação da temperatura. As crianças compreen-
deram a necessidade de um pensamento mais complexo na monitorização da temperatura e os 
dados evidenciam tal pensamento em muitas delas.
284 IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285
Respostas às questões de investigação obtidas no Estudo Experimental sobre os Sons do 
Meio Ambiente (estudo 4):
a) No uso dos sentidos e sensores para explorar os conceitos intensidade sonora e frequência cardía-
ca, as crianças utilizaram: (i) um sonómetro para verificar a variação da intensidade sonora em 
função da distância a uma fonte sonora; (ii) o tato e um sensor para monitorizar a frequência 
cardíaca (das próprias e das de outras) enquanto escutavam diferentes músicas.
b) A professora mediou a exploração da frequência cardíaca, como indicadora de emoções provo-
cadas por diferentes músicas. As crianças utilizaram os sentidos e os sensores para desenvolver as 
práticas epistémicas de observar e interpretar: (i) as medições (apresentadas em números decimais) 
da intensidade sonora em decibéis; (ii) os gráficos produzidos com o sensor de frequência cardíaca.
c) O uso de sentidos e sensores possibilitou o treino da escuta e da «auscultação tátil». A interpre-
tação significativa, por crianças de 7 e 8 anos, de representações numéricas e gráficas complexas 
é uma evidência do desenvolvimento do pensamento abstrato.
CONCLUSÕES
A análise de 4 estudos de caso sistematizou evidências de que a informação sensorial quotidiana con-
creta apoiou a criação de sentido (com abstração): na interpretação de informação adquirida por senso-
res eletrónicos e na criação de modelos mentais complexos, como o de zonação do litoral, o de ser vivo 
e o de biodiversidade. O uso de sensores eletrónicos possibilitou a exploração do não visível, como: 
i) o mundo microscópico; ii) os padrões e referenciais de variação de grandezas como a temperatura 
e a intensidade sonora em função de variáveis independentes. Foi, ainda, possibilitada a melhoria da 
aquisição de informação sensorial. A análise dos 4 estudos evidenciou também que o uso dos sensores 
e sentidos favoreceu a ocorrência de práticas epistémicas dos alunos e o desenvolvimento de várias 
formas de pensamento abstrato.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos o apoio da FCT pela Bolsa de Doutoramento com a referência SFRH/BD/74603/2010.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2010). Research Methods in Education (6th ed.). London: 
Routledge
Eberbach, C., & Crowley, K. (2009). From Everyday to Scientific Observation: How Children Learn 
to Observe the Biologist’s World. Review of Educational Research, 79 (1), 39-68.
Gonçalves, L. (2012). Ensino experimental da biodiversidade e da temperatura nas poças de maré: Uma 
proposta pedagógica para o 4º ano de escolaridade. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola 
Superior de Educação do IPP.
Kelly, G. J., & Takao, A. (2002). Epistemic Levels in Argument: An Analysis of University Oceanogra-
phy Students’ Use of Evidence in Writing. Science Education, 86(3), 314-342.
Lombardi, M. M. (2007). Authentic learning for the 21st century: An overview. Educause Learning Ini-
tiative (ELI). In Diana G. Oblinger (Ed.), ELI Paper 1: 2007. Disponível em http://www.educause.
edu/library/resources/authentic-learning-21st-century-overview.
285IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS (2013): 280-285
Lopes, J. B., Cravino, J. P., Silva, A. A., Viegas, C. (2012). The role of teacher mediation using com-
puter simulations in physical sciences to improve students’ epistemic competences – a theoretical 
framework. In Computer Based Learning In Science. Conference Proceedings 2012 (pp. 2-10). Dispo-
nível em http://cblis2012.crecim.cat/proceedings/ 
Minogue, J., & Jones, M. G. (2006). Haptics in Education: An Untapped Sensory Modality. Review 
of Educational Research, 76 (3), 317-348.
Nogueira, C. (2012). O sentido do tato, calor e temperatura: Uma abordagem experimental no 2.ºCEB. 
Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola Superior de Educação do IPP.
Nunes, O. (2012). Trabalho experimental sobre os sons do meio ambiente e as emoções que eles evocam: 
Estudo de Caso com uma turma do 2º ano do Ensino Básico. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: 
Escola Superior de Educação do IPP.
Rogers, Y., Connelly, K. Hazlewood, W., & Tedesco, L. (2010). Enhancing learning: a study of how 
mobile devices can facilitate sense making. Personal and Ubiquitous Computing, 14(2), 111-124.
Silva, M. J., Gomes, C. A., Pestana, B., Lopes, J. C., Marcelino, M. J., Gouveia, C., & Fonseca, A. 
(2009). Adding space and senses to mobile world exploration. In A. Druin (Ed.), Mobile technology 
for children, 147-170. Boston: Morgan Kaufmann.
Teixeira, S. (2012). Uma abordagem experimental à complexidade do conceito de ser vivo com alunos do 
2.ºano de escolaridade. Relatório de Projeto de Mestrado. Porto: Escola Superior de Educação do 
IPP.
Vygotsky, L.S. (1978). Mind in society: The development of higher mental processes. Cambridge, MA: 
Harvard University Press.
Weil-Barais, A., & Dumas-Carré, A. (1998). Les Interactions Didactiques, Tutelles et/ou Médiation. 
In A. Dumas-Carré, & A. Weil-Barais (Eds.), Tutelle et Médiation dans l’Éducation Scientifique, 
1-15. Bern: Peter Lang.


Scientific Repository of the Polytechnic Institute of Porto

Portuguese

https://recipp.ipp.pt/bitstream/10400.22/3520/1/UTILIZA%c3%87%c3%83O%20DE%20SENSORES%20E%20DOS%20SENTIDOS%20HUMANOS%20NO%20APOIO%20%c3%80%20TRANSI%c3%87%c3%83O%20DO%20CONCRETO%20PARA%20O%20ABSTRATO.pdf

Utilização de sensores e dos sentidos humanos no apoioà transição do concretopara o abstrato

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

Diposit Digital de Documents de la UAB

Revistes Catalanes amb Accés Obert

Scientific Repository of the Polytechnic Institute of Porto