Como planejar e conduzir investigações

Crianças investigando modelos de ambiente. Imagem feita com IA.

Como planejar e conduzir investigações em aulas de Ciências da Natureza

A investigação científica é um pilar essencial no ensino de Ciências da Natureza, pois promove o pensamento crítico, a curiosidade e o aprendizado significativo.

No entanto, para planejar e conduzir investigações com eficácia, é necessário compreender que diferentes tipos de perguntas exigem diferentes procedimentos.

Perguntas descritivas, comparativas e relacionais demandam abordagens distintas, influenciando a forma como os alunos coletam, analisam e comunicam os dados.

Este texto apresenta um roteiro estruturado para a condução de investigações no Ensino Fundamental 1, destacando como cada tipo de pergunta orienta a investigação.

1. Escolha do tema e formulação da pergunta investigável

O primeiro passo é selecionar um tema relevante e conectado à realidade dos alunos.

Uma vez escolhido o tema, deve-se formular a pergunta que será investigada. Ela deve ser clara, precisa, original, possível de ser investigada e despertar a curiosidade.

A pergunta investigativa pode ser classificada em três categorias principais:

Perguntas descritivas: Buscam identificar e descrever características de um elemento, fenômeno ou ambiente sem manipulá-lo.
- Exemplo: Quais são as partes de uma planta de feijão?
Perguntas comparativas: Estabelecem comparações entre dois ou mais grupos ou condições.
- Exemplo: Compare os dois animais investigados, anta e jacaré. Apresente semelhanças e diferenças entre eles.
Perguntas relacionais: Investigam a relação entre duas variáveis e exigem um planejamento experimental detalhado.
- Exemplo: De que maneira a quantidade de água influencia o crescimento das plantas de feijão?

Dicas para formular perguntas investigáveis

✔ Certifique-se de que a pergunta seja clara e específica.

✔ Relacione-a a fenômenos observáveis, que possam ser investigados.

✔ Escolha algo que desperte a curiosidade dos alunos.

2. Planejamento da investigação

Após definir a pergunta, planeje a investigação com base no tipo de questionamento:

Para perguntas descritivas

O foco é a observação direta e o registro detalhado das características do objeto de estudo.
Os alunos podem utilizar tabelas, desenhos e descrições detalhadas para organizar as informações.
Exemplo de atividade: Observar e registrar as diferentes partes de uma planta de feijão ao longo de seu crescimento.

Para perguntas comparativas

Os alunos devem identificar um critério de comparação e observar semelhanças e diferenças entre os grupos analisados.
Exemplo de atividade: Comparar as características da anta e do jacaré, observando semelhanças e diferenças em seus hábitos alimentares, habitat e estrutura corporal.
Método: Criar uma tabela comparativa listando aspectos como cobertura do corpo, estruturas usadas para locomoção, tamanho, alimentação e adaptação ao meio ambiente.

Para perguntas relacionais

A investigação requer um planejamento experimental mais rigoroso, pois envolve a relação entre variáveis.
Exemplo de atividade: Testar o impacto da quantidade de água no crescimento das plantas.
Definição das variáveis:
- Variável independente: Quantidade de água.
- Variável dependente: Crescimento das plantas.
- Variáveis de controle: Tipo de solo, quantidade de luz, temperatura.

3. Organização da sala de aula e dos grupos

Para garantir um ambiente de investigação eficiente, os alunos podem ser organizados em grupos, com papéis bem definidos:

Experimentadores: Conduzem as atividades práticas.
Anotadores: Registram dados em listas, desenhos ou tabelas.
Gestor do trabalho: Garante que o trabalho seja realizado de forma organizada, com rigor e precisão, dentro do tempo disponível.

Dicas

Oriente os alunos a manterem registros claros, precisos, completos e organizados.
Incentive discussões em grupo para compartilhar descobertas.
Disponibilize modelos de tabelas para facilitar a coleta de dados.

4. Execução da investigação / Coleta de dados

O desenvolvimento da investigação, o conjunto de procedimentos realizados, varia conforme o tipo de pergunta:

Perguntas descritivas: Os alunos observam e registram informações sobre o objeto de estudo.
Perguntas comparativas: Os grupos coletam, analisam e comparam dados para identificar semelhanças e diferenças entre os elementos investigados.
Perguntas relacionais: A execução envolve a manipulação de variáveis e a observação dos possíveis impactos de uma sobre outra.

5. Análise de dados

Independentemente do tipo de pergunta, a análise de dados é uma etapa crucial. Os alunos devem:

Identificar padrões e discrepâncias nos dados coletados.
Criar tabelas e gráficos para organizar os resultados.
Comparar os achados com a hipótese inicial.

Diferentes abordagens de análise

Perguntas descritivas: Os dados são apresentados em forma de descrição detalhada ou ilustrações.
Perguntas comparativas: Os alunos comparam os resultados entre diferentes grupos, identificando padrões e discrepâncias.
Perguntas relacionais: A análise busca estabelecer a relação entre a variável independente e a dependente.

6. Conclusão da investigação

A conclusão deve abordar os seguintes pontos:

Qual foi a pergunta investigada e a hipótese formulada?
Como a investigação foi conduzida?
Quais foram os principais resultados observados?
A hipótese foi confirmada ou refutada?

7. Comunicação científica

A comunicação científica deve ser tão precisa, que possibilita a outros cientistas replicarem todas as suas etapas para verificar os resultados obtidos.

Os alunos devem praticar a comunicação de procedimentos e descobertas desde as suas primeiras investigações. Ela deve ser organizada, estruturada, clara e precisa.

As apresentações podem ocorrer por meio de:

Relatório Científico: Apresenta o registro detalhado, estruturado, de todo o processo investigativo.
Cartaz: Síntese visual com gráficos e ilustrações para facilitar a compreensão.
Seminário: Apresentação oral com apoio de projeções ou materiais físicos.

8. Avaliação e Reflexão

A avaliação deve considerar não apenas os resultados obtidos, mas também o desenvolvimento da atividade. Os professores podem avaliar:

O engajamento dos alunos no processo investigativo.
A organização e clareza dos registros.
A capacidade de interpretar e comunicar os resultados.

Além disso, é essencial que os alunos reflitam sobre o que aprenderam e como poderiam melhorar futuras investigações.

Conclusão

Ao compreender que diferentes tipos de perguntas exigem diferentes estratégias investigativas, os professores podem planejar atividades mais eficazes e alinhadas aos objetivos de aprendizagem.

✔ Perguntas descritivas não requerem manipulação de variáveis, apenas observação e registro de características do elemento, fenômeno ou ambiente investigado.

✔ Perguntas comparativas envolvem a observação e registro de características dos elementos, fenômenos ou ambientes investigados.

✔ Perguntas relacionais exigem um planejamento mais rigoroso, com a definição clara das variáveis independentes, dependentes e de controle.

Incentivar investigações científicas na sala de aula possibilita que os alunos desenvolvam habilidades fundamentais, como a formulação de hipóteses, a coleta e análise de dados e a comunicação científica.

Experimente e proporcione aos seus alunos a oportunidade de se tornarem verdadeiros cientistas!

Glossário

Investigação científica – Processo sistemático de explorar e compreender fenômenos, utilizando observação, experimentação e análise de dados.
Pergunta científica – Questão clara e objetiva que guia uma investigação. Pode ser descritiva, comparativa ou relacional.
Hipótese – Explicação inicial e testável para um fenômeno observado, que pode ser confirmada ou refutada por meio de experimentação.
Variável independente – Fator manipulado no experimento para testar sua influência sobre outra variável.
Variável dependente – Fator que é medido e observado como resultado da manipulação da variável independente.
Variáveis de controle – Fatores que permanecem constantes durante um experimento para garantir que os resultados sejam atribuídos apenas à variável independente.
Planejamento experimental – Organização detalhada dos procedimentos e materiais necessários para conduzir uma investigação de forma estruturada e confiável.
Coleta de dados – Processo de registrar informações durante a investigação, por meio de medições, observações ou registros descritivos.
Análise de dados – Etapa de interpretação das informações coletadas para identificar padrões, tendências e responder à pergunta investigativa.
Registro científico – Organização de dados e observações em tabelas, gráficos, diagramas ou anotações detalhadas para análise posterior.
Experimento controlado – Tipo de investigação em que uma variável é manipulada enquanto todas as outras são mantidas constantes para testar uma hipótese.
Observação sistemática – Método de investigação baseado na coleta de informações detalhadas sem interferência no fenômeno estudado.
Comparação científica – Técnica usada para examinar semelhanças e diferenças entre dois ou mais objetos, fenômenos ou condições.
Gráfico – Representação visual de dados coletados, facilitando a interpretação de tendências e padrões na investigação.
Conclusão científica – Resumo baseado em evidências que responde à pergunta investigativa, indicando se a hipótese foi confirmada ou refutada.
Comunicação científica – Apresentação dos resultados de uma investigação, podendo ser feita por meio de relatórios, cartazes, seminários ou publicações.
Relatório científico – Documento formal que descreve o processo, os resultados e as conclusões de uma investigação.
Interpretação de resultados – Processo de explicar os achados de uma investigação, relacionando-os com hipóteses e conhecimentos prévios.
Pensamento crítico – Habilidade de avaliar informações de forma lógica e fundamentada, questionando resultados e identificando possíveis falhas na investigação.
Reprodutibilidade – Capacidade de repetir um experimento e obter resultados semelhantes, garantindo a confiabilidade da investigação.

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Texto inspirado nos livros: 1) "Science in the Early Years", de Pat Brunton. 2) "Becoming Scientists", de Rusty Bresser. 3) "Doing What Scientists Do", de Ellen Doris.