Carbópolis

O maior objetivo de Carbópolis é propiciar um espaço para o debate de uma das questões relacionadas à poluição ambiental. Para atingir esse fim foi utilizado o artifício da simulação.

Independente da possibilidade de alguma correspondência com a realidade, o problema ambiental que é apresentado em Carbópolis é uma representação. Os personagens e os depoimentos que constam nele são fictícios. Nesse sentido, também, os textos de apoio foram adaptados em função da finalidade proposta.

Pretendemos que o usuário, por exemplo, um estudante, utilize as atividades a ele oferecidas para propor uma solução para o problema simulado, que lhe é apresentado no início do programa.

Recomenda-se que o uso de Carbópolis seja acompanhado por alguém que já o conheça ou o tenha utilizado, por exemplo, um professor.

O problema apresentado em Carbópolis consiste na diminuição da produção agropecuária em uma localidade próxima a uma usina termelétrica. Para resolvê-lo o estudante deve verificar os danos causados, a origem dos mesmos e propor uma solução que venha a diminuí-los. A sua disposição tem algumas ferramentas que permitem que tome conhecimento da situação da região, por exemplo, ele pode consultar os depoimentos de agricultores, da relações-públicas da usina, de um guarda florestal, de um mineiro e do prefeito da cidade. Também estão disponíveis instrumentos para a amostragem e análise da qualidade do ar e da água da chuva, bem como uma biblioteca para consultas diversas, que além de textos possui desenhos, como os dos ciclos biogeoquímicos envolvidos.

O estudante, para resolver o que lhe é proposto, pode atribuir hipóteses para a causa do problema e propor uma solução, ou seja, instalar um dos equipamentos antipoluentes disponíveis. Nesse sentido, para que ele possa verificar se sua hipótese realmente é a causa do problema, ele poderá recorrer aos instrumentos de controle de poluição utilizados para a hipótese correspondente, voltar a coletar e analisar amostras e evidenciar a melhora, ou não, da qualidade do ar e da água da chuva.

Finalmente, os textos apresentados em Carbópolis utilizam um formato hipertextual. Ou seja, as informações relacionadas ao entendimento e à solução do problema proposto estão interligadas ativamente, de forma a possibilitar consultas imediatas em ordem ditada pelo leitor. Isso permite que a abordagem dos conceitos do meio ambiente e da químico não seja linear e escalonada. Assim, a partir das ligações possíveis, é a curiosidade e a necessidade do estudante que irá determinar o caminho utilizado para a leitura, bem como para o conhecimento do problema proposto e de sua solução.

"Um software não funciona automaticamente como estímulo à aprendizagem.

O sucesso de um software em promover a aprendizagem depende

da integração do mesmo no currículo e nas atividades de sala de aula"

Carraher (1992)

 Aspectos pedagógicos

Na década de 80, foram iniciadas experiências de informatização das escolas de ensino básico. Desde essa época, além de algumas experiências em colégios particulares, a iniciativa de órgãos públicos - das esferas federal, estadual e municipal – fomentou o desenvolvimento de políticas, diretrizes e estratégias para a formação de recursos humanos e para a aquisição de equipamentos, visando a implementação e o uso de laboratórios de informática educativa em escolas públicas e particulares. Hoje, cada vez mais, o computador parece fazer parte do cenário escolar.

Muitos estudiosos em educação entendem que o computador deve ser visto como mais um recurso didático colocado a disposição de professores e alunos [1,2,3,4,5]. Outros recursos seriam as atividades de laboratório de ensino, o uso de filmes, reportagens de jornal, etc. No entanto, o computador pode ser uma poderosa ferramenta, principalmente, em função de suas múltiplas possibilidades de uso, o que pode suscitar profundas transformações das práticas docentes e dos processos de aprendizagem [6]. Por exemplo, em muitos textos especializados há a idéia de que o computador permitiria, entre outros, um avanço nas representações dos modelos da ciência. Nesse caso, a imagem estática e bidimensional impressa em livro ganharia movimento e uma nova dimensão nos computadores [7]. Assim, os processos poderiam deixar de ser descritos para serem simulados, possibilitando ao estudante o controle de parâmetros e das variáveis em estudo. Em outras palavras, o computador permitiria uma melhor representação dos conceitos científicos e, dessa forma, propiciaria melhores condições de aprendizagem.

No entanto, diversos relatos e avaliações têm revelado que o número de boas experiências com o uso do computador nos processos de ensino e de aprendizagem é menor do que a sociedade poderia esperar [8].

De início, deve-se compreender que nenhum programa de computador funciona automaticamente como desencadeador do processo de aprendizagem. Em outras palavras, o sucesso de um software educacional em promover a aprendizagem depende de sua integração ao currículo e às atividades da sala de aula [1]. Se, por um lado, avaliações dos softwares educacionais para o ensino de ciências em nível básico têm revelado baixa qualidade (http://www.liv.ac.uk/ctichem/swrev.html), por outro lado, a maioria das avaliações não tem levado em conta a integração dos softwares educacionais nem com outras atividades escolares, nem com as práticas docentes [9]. Alguns trabalhos [10,11] têm proposto que a avaliação do software educacional seja feita em contextos definidos, em que se considere, além de aspectos puramente técnicos, se eles são pertinentes ao currículo, se são acessíveis a professores e alunos e, finalmente, se contemplam as questões de aprendizagem. Todas essas dimensões são importantes, sem que se possa enfatizar uma em relação a outra. Assim, entende-se que um software educacional deve:

• satisfazer as intenções do professor e as características dos estudantes;
• possibilitar vários estilos e tipos de aprendizagem; e
• aproveitar as qualidades educativas que oferece o computador - em particular, a interatividade e o controle do usuário sobre o que se aprende e como se aprende.

Por outro lado, em diversos fóruns a comunidade acadêmica têm discutido o que se deveria esperar das atividades de ensino e de aprendizagem das disciplinas de ciências naturais (química, física e biologia) no ensino básico. Propõe-se que essas atividades devam estar voltadas à formação completa do cidadão, vinculando os conteúdos curriculares às dimensões sócio-político-econômicas e aos conhecimentos prévios dos alunos. Espera-se que nessas atividades o aluno interaja com os conteúdos e coopere com seus colegas na construção dos conceitos e métodos científicos. Defende-se atividades em que o aluno, através de condutas cognitivas, parta de questões concretas para a estabelecer relações abstratas entre os conceitos presentes nessas questões. Então, pode-se concluir que a produção e a utilização das atividades de ensino e de aprendizagem de ciências mediadas por computador deveriam estar inseridas nessa perspectiva.

Alguns autores tem mostrado como essa perspectiva pode ser desenvolvida em sala de aula: através de estratégias de solução de problemas [12]. Mas, é interessante discorrer um pouco sobre o que se entende por problema. Conforme a definição encontrada em dicionários, problema relaciona-se tanto à idéia da questão matemática que necessita de solução quanto às interrogações mais amplas, em qualquer domínio de conhecimento, que são objeto de discussão. A primeira dessas noções está relacionada com a habilidade na utilização de algoritmos algébricos e é um tema que muito preocupa aqueles professores que desejam melhorar o rendimento de seus alunos nos exames e nas provas tradicionais [13,14] e, inclusive, no vestibular. No entanto, o segundo entendimento faz referência a uma situação concebida como problemática, em cuja o sujeito não dispõe de procedimentos automáticos que o levem a soluções imediatas, ou seja, requerem do sujeito alguma forma de reflexão e de tomada de decisão sobre a seqüência de passos a seguir para a proposição de uma ou outra solução. Assim, para se diferenciar, a palavra exercício designaria o entendimento algébrico e algoritmo, por outro lado, para as situações novas ou diferentes das já aprendidas se daria o nome de problema [12]. Nesse entendimento, o problema possuiria um maior caráter subjetivo e, em muitos deles, não haveria uma só solução, mas sim, a mais adequada [15].

Esse entendimento de problema e sua utilização como estratégia de aprendizagem em sala de aula se assemelha bastante ao conceito de tema gerador, utilizado e desenvolvido pela pedagogia da autonomia de Paulo Freire [16]. O tema gerador é entendido como o assunto que centraliza o processo da educação, sobre o qual acontecem os estudos, pesquisas, análises, reflexões, discussões e conclusões [17]. Segundo a pedagogia da autonomia, o processo de escolha desses assuntos, problemas ou temas geradores é fruto de uma mediação entre as responsabilidades dos professores e os interesses dos alunos.

No ensino médio, por exemplo, a ciência e a tecnologia poderiam ser abordadas através de seus problemas [18]. Assim, uma aproximação entre a educação científica e a educação tecnológica poderia ser um valioso veículo para os fins de uma educação construtiva e de um aprendizado eficaz. Uma abordagem dessa natureza contribuiria para o desenvolvimento dos estudantes, na medida em que, por exemplo:

• os temas são, ou facilmente podem ser considerados, importantes para os interesses e as preocupações dos estudantes;
• a metodologia utilizada tem sua orientação centrada no trabalho com projetos;
• fundamenta-se em questões propostas pelos estudantes; e
• privilegiam, na contextualização e comparação, a avaliação das informações procedentes de fontes diferentes.

Nesse caso, temas relacionados ao meio ambiente ainda teriam a vantagem da interdisciplinariedade [19]. Essa versatilidade temática está inclusa na própria natureza da ciência do meio ambiente que, tanto nos aspectos básicos quanto aplicados, requer uma sólida fundamentação nas ciências naturais (biologia, química, física, etc.), em adição à antropologia, economia, história, sociologia e filosofia do meio ambiente. Por outro lado, quanto à pedagogia, o desenvolvimento do pensamento crítico se manifestaria desde a simples identificação dos problemas ambientais, passando pela discussão dos diversos pontos de vista envolvidos até chegar a solução desses problemas. Além disso, a relação da tecnologia, como processo e produto, com o meio ambiente permitiria a escolha de diversos temas geradores para o ensino de ciências e tecnologia, como por exemplo:

• os meios de produção de energia elétrica;
• a contaminação do ar urbano;
• a diminuição da camada de ozônio;
• a disponibilidade de água potável;
• o esgotamento do solo; e
• o perigo dos resíduos tóxicos.

Em um sentido bastante amplo e a longo prazo, o estudo desses temas teria como propósito despertar a noção de que uma geração humana tem o uso da Terra durante sua vida e não deveria se comportar de forma que seu entorno seja prejudicado para as gerações futuras [18,20].

O conjunto das questões e/ou postulados até aqui tratados pode servir de parâmetro para a avaliação de programas de computadores para o ensino de ciências naturais no nível médio. Dessa forma, nos últimos anos, temos realizado a coleta e a análise crítica de tais programas e de sua utilização no ensino médio.

Entre os cerca de 80 programas colecionados e analisados podemos destacar o BCTC e o Study Lake [21,22]. Em tais programas se privilegia a construção do conhecimento, utilizam-se metodologias científicas e, através da simulação de problemas ambientais, são oportunizadas atividades interativas que visam à aprendizagem ou à aplicação de conhecimentos da química e do meio ambiente. No entanto, algumas críticas e uma ressalva ainda poderiam ser feitas. Esses programas não possuem textos estruturados de forma hipertextual, o que possibilitaria uma leitura em ordem ditada pelo leitor. Além disso, embora a solução para os problemas neles propostos seja debatida em aula, os programas não contêm algum tipo de atividade de conclusão para os dados recolhidos durante as simulações, por exemplo, um relatório. Por fim, ambos os programas estão disponíveis somente em inglês.

A partir de financiamentos de diversos órgãos de fomento à pesquisa (CNPq, CAPES e FAPERGS) estamos desenvolvendo um projeto de confecção de ambientes de aprendizagem mediados por computador. Os temas geradores que norteiam nossas atividades estão relacionados aos meios de produção de energia elétrica [23]. Carbópolis é o primeiro produto desse projeto. Para a confecção desse programa foram escolhidos como temas poluição do ar e chuva ácida. Os dados que originaram o programa são baseados em questões ambientais reais como, por exemplo, as que envolveram a termoelétrica de Candiota, no estado do Rio Grande do Sul [24].

Referências bibliográficas:

[1] Carraher, D.W. O Papel do Computador na Aprendizagem. Acesso, 3 (5): 19-21, 1992.

[2] Coburn, D. et al. Informática na Educação. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos, 1988.

[3] Galvis, A.H. Usos educativos de computadores: possibilidades y requerimentos. Revista de Tecnología Educativa (Santiago – Chile) 9: 261-275, 1986.

[4] La Taille, Y. Ensaio sobre o Lugar do Computador na Educação. São Paulo: Iglu Editora, 1989.

[5] Lollini, P. Didática e Computadores - Quando e como a informática na escola. São Paulo: Edições Loyola, 1991.

[6] Levy, P. As Tecnologias da Inteligência: o futuro do pensamento na era da informática. Rio de Janeiro: Ed. 34, 1993.

[7] Chassot, A.I. Catalisando Transformações na Educação. Ijuí: Ed. Unijuí, 1993.

[8] Oliveira, R. Informática Educativa: dos planos e discursos à sala de aula. Campinas, Papirus, 1997.

[9] Behar, P.B; Avaliação de softwares educacionais no processo ensino-aprendizagem computadorizado: estudo de caso. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação). Porto Alegre: UFRGS, 1993.

[10] McDougall, A.; Squires, D. An empirical study of a new paradigm for choosing educational software. Computers Education 25 (3): 93-103, 1995.

[11] Squires, D.; Preece, J. Usability and learning: evaluating the potencial of educational software. Computers Education 27 (1): 15-22, 1996.

[12] Pozo, J.I. et al. A Solução de Problemas. Porto Alegre, Artes Médicas, 1998.

[13] Gabel, D.L.; Sherwood, R.D. Facilitating problem solving in high scholl chemistry. Journal of Research in Science Teaching, 20, (2): 163-177, 1983.

[14] Kempa, R.F. Resolucion de problemas de quimica y estrutura cognoscitiva. Enseñanza de las ciencias, 4 (2):.99-110, 1986.

[15] Garret, R.M. Resolver problemas en la enseñanza de las ciencias. Alambique - didáctica de las ciencias experimentales, 5: 6-15, 1995.

[16] Freire, P. Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática docente. São Paulo, Paz e Terra, 1996.

[17] Corazza, S. M. Tema gerador: concepções e práticas. Ijuí, Ed. Unijuí, 1992.

[18] Gilbert, J.K. Educación tecnológica: una nueva asignatura en todo el mundo. Enseñanza de las ciencias, 13 (1): 15-24, 1995.

[19] Botkin, D. & Keller, E. Environmental Science: earth as a living planet. Nova Iorque: John Wiley & Sons, 1995.

[20] Dias, G.F. Educação Ambiental: princípios e práticas. São Paulo: Editora Gaia, 1992.

[21] Whisnant, D.W. Scientific exploration with a microcomputer: simulations for nonscientists. Journal of Chemical Education 61 (7): 627-629, 1984.

[22] Whisnant, D.W. & McCormick, J.A. Lake Study for Windows. Journal of Chemical Education 69 (2): 129-130, 1992.

[23] Eichler, M. & Del Pino, J.C. Modelagem e implementação de ambientes virtuais de aprendizagem em ciências. Anais: 4ª Reunião da Rede Iberoamericana de Informática Educativa. Brasília, Outubro de 1998.

[24] Fiedler, H; Martins, A.F.; & Solari, J.A Meio ambiente e complexos carboelétricos: o caso Candiota. Ciência Hoje 12 (68), 38-45, 1990.

Site do jogo:
http://www.iq.ufrgs.br/aeq/carbopp.htm


Através desse site você poderá baixar gratuitamente o jogo!


Para saber mais detalhes sobre o Carbópolis acessem o trabalho publicado pelos autores Marcelo Eichler e José Cláudio Del Pino e  na Revista Química nova na escola no link a seguir:
http://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a02.pdf