capitulo-02 (4)

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Conteúdos e 
Metodologias no Ensino 
de Ciências Naturais
Ciências Naturais e Cotidiano
Produção: Gerência de Desenho Educacional - NEAD
Desenvolvimento do material: Andressa Ribeiro de Queiroz
1ª Edição
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Sumário
Ciências Naturais e Cotidiano
Para início de conversa... ................................................................................ 4
Objetivos ......................................................................................................... 4
1. Trabalhando com as Ciências Naturais no Dia a Dia ........................ 5
2. Ensino por Investigação ............................................................................. 7
3. Experimentos: Requisitos Técnicos e de Segurança ....................... 16
Referências ......................................................................................................... 20
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 3
Para início de conversa...
Neste capítulo, daremos ênfase à aprendizagem de forma mais ativa, 
com investigação e experimentação. A educação tradicional, expositiva 
e com foco na memorização ainda é empregada de forma expressiva 
em nosso sistema de ensino, neste estudo, vamos abordar formas que 
levem o professor a inovar na didática, linguagem e nas metodologias 
adotadas. A investigação e a experimentação estimulam a autonomia, 
o pensamento crítico e reflexivo e a criatividade, a ponto de que aluno 
e professor trabalhem de forma colaborativa e motivada para, a partir 
do conhecimento prévio do discente e com uma abordagem associada 
ao cotidiano, o professor possa envolvê-lo na resolução de problemas. 
Após a exposição das atividades, fecharemos a unidade com um tema 
de extrema relevância: a segurança e integridade do aluno, assim, 
conversaremos sobre o cuidado no ambiente externo à sala de aula. 
Objetivos
 ▪ Trabalhar com conteúdo das ciências naturais com foco no cotidiano 
vivenciado pelos alunos.
 ▪ Utilizar estratégias inovadoras e adequadas à aprendizagem das 
ciências naturais no dia a dia.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 4
1. Trabalhando com as Ciências Naturais 
no Dia a Dia
Você deve conhecer os pesquisadores americanos Ausubel, Novak e 
Hanesian, especialistas em psicologia educacional, que criaram teorias 
afirmando, em linhas gerais, que o fator isolado mais importante que 
influencia o aprendizado é tudo que o aprendiz já conhece. 
É consenso, hoje, que o conhecimento prévio do aluno é de extrema 
importância e, a partir deste, são trilhados novos caminhos mentais para 
o aprendizado.
Figura 1: Trabalhando com as Ciências Naturais. Fonte: Dreamstime.
Ausubel defende, em sua teoria, que, para aprender novos conteúdos, o 
aluno precisaria acessar, ampliar e reconfigurar os seus conhecimentos 
prévios. Essa teoria está alinhada aos pensamentos de Vygotsky e Piaget, 
no sentido de que, para haver aprendizagem significativa, o conteúdo 
deve fazer algum sentido na vida do aluno. E que sentido é esse? É ser 
interessante e estimulante, de modo a prender a atenção do aluno no 
percurso desenvolvido pelo professor; sendo ainda mais significativo 
quando o aprendizado se relaciona com o cotidiano e os conhecimentos 
prévios de quem está aprendendo.
‘‘ É necessário que as atividades em aula consigam possibilitar momentos de 
reflexão, para que não sejam automatizadas e o aluno possa compreender o que 
o professor falou. (GONÇALVES, 2016, p. 32) ’’ 
Quando faz sentido, a aprendizagem se torna significativa 
para o aluno, ou seja, ela foca na relação entre as ideias 
com as informações já existentes do aluno, de modo 
não arbitrário e substantivo.
Para trabalhar uma aprendizagem significativa com 
ciências, precisamos entender o importante papel 
que o professor desempenha e entender como 
deve ser o processo de formação desse profissional 
para que o ensino-aprendizagem seja efetivo.
Figura 2: Aprendizagem significativa com ciências. 
Fonte: Dreamstime.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 5
Atualmente, vemos uma nova perspectiva da educação, focada, 
prioritariamente, em inovação, tecnologia e metodologias inovadoras. 
Para tanto, a formação docente é imprescindível, assim, a didática deve 
ser bem trabalhada. Segundo Carvalho, (2004, p. 8):
‘‘ A Didática e a prática de ensino são duas faces de uma mesma moeda, como 
o são o ensino e a aprendizagem. Nenhuma mudança educativa formal tem 
possibilidades de sucesso, se não conseguir assegurar a participação ativa do 
professor, ou seja, se, da sua parte, não houver vontade deliberada de aceitação e 
aplicação dessas novas propostas de ensino. ’’
A didática, quando bem explorada na formação docente, precisa dispor 
de teoria, mas, principalmente, de prática, ou seja, o professor precisa 
ser ensinado a saber e a saber fazer. Outra questão muito importante é 
que o professor precisa ser ensinado a entender o gênero discursivo e o 
gênero científico, ou seja, precisa ser ensinado a passar o conhecimento 
e a pesquisar, experimentar, investigar, explorar os conteúdos além da 
teoria (CARVALHO, 2004).
Mas por que afirmamos isso? Porque o professor precisa saber fazer com 
que seus alunos aprendam a argumentar e a reconhecer as afirmações 
contraditórias, as evidências que dão ou não suporte às afirmações, além 
da capacidade de integração dos méritos de uma afirmação.
Um detalhe fundamental nesse processo de formação docente é o 
professor também conseguir trabalhar com o tipo de linguagem que 
deseja explorar em sala de aula.
Cada professor tem uma linguagem própria, uma forma e dinâmica de 
ensinar, mas atente a uma questão: as salas de aula, as gerações e os 
alunos são diferentes e, portanto, a linguagem do professor precisa ser 
dinâmica e flexível. O professor precisa ter essa percepção para se ajustar 
à dinâmica escolar. Muito se fala das gerações X, Y, Z, millennials e essas 
gerações ditaram e ditam muitas modificações no ensino, assim, dessa 
reflexão a dica que fica é: Devemos aprender, sempre, a sermos flexíveis 
e atentos às mudanças de nossos alunos e modificarmos a linguagem 
constantemente para estar sempre alinhados aos alunos. 
Um bom exercício para você praticar quando uma turma não estiver 
sendo receptiva é fazer uma “reflexão na ação” e uma “reflexão sobre a 
ação” (SCHÖN, 1992; ZEICHNER, 1993).
Figura 3: Busca pelo diálogo. Fonte: Dreamstime.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 6
Essa ação reflexiva leva o professor a pensar sobre seus próprios 
procedimentos ou processos intelectuais, sendo levado a um olhar de 
outra natureza sobre o que ele fez, ensinou ou aprendeu. 
Cada ação de reflexão sobre a didática escolar irá induzir, no professor, um 
desapego que se torna mais receptivo a críticas e a mudanças, sendo, dessa 
maneira, uma atividade facilitadora na busca da reelaboração didática.
Em tempos de tantas inovações científicas, tais como realidade 
aumentada, laboratórios 3D, gamificação e inteligência artificial, os 
professores precisam construir, cada vez mais, atividades inovadoras que 
levem os alunos a evoluírem, em seus conceitos, habilidades e atitudes.
Infelizmente, ainda nos deparamos com professores que ensinam de 
forma tradicionalmente expositiva, isso se dá pelo fato de que esses 
docentes foram ensinados assim. Nossageração precisa de mudanças 
significativas no comportamento em sala de aula para que vocês não 
continuem repetindo estratégias monótonas e repetitivas. Para isso, 
vocês precisam aprender metodologias que os conduzam, a partir 
de suas próprias concepções, a ampliar seus recursos e modificar 
suas ideias e atitudes de ensino. Mas não se preocupe porque, nessa 
disciplina, falaremos de diversas estratégias ligadas à aprendizagem por 
investigação e experimentação.
‘‘ O ensino baseado em pressupostos construtivistas exige novas práticas docentes 
e discentes, inusuais na nossa cultura escolar. Introduz um novo ambiente de 
ensino e de aprendizagem, que apresenta dificuldades novas e insuspeitadas ao 
professor. Ele precisa sentir e tomar consciência desse novo contexto e do novo 
papel que deverá exercer na classe. (CARVALHO, 2004, p.19) ’’
2. Ensino por Investigação
Pensando em um ensino baseado no construtivismo, temos o ensino por 
investigação, que trata de uma forma positiva e inovadora de trazer problemas 
para os alunos resolverem de forma descontraída e bem planejada.
Figura 4: Ensino por investigação. Fonte: Dreamstime.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 7
Para Hodson (1992), os estudantes aprendem mais sobre a ciência 
e desenvolvem melhor seus conhecimentos conceituais quando 
participam de investigações científicas, semelhantes às feitas nos 
laboratórios de pesquisa.
Propostas pedagógicas que utilizam investigação tanto podem ser 
resolvidas nos laboratórios (virtuais e presenciais) como empregando o 
famoso termo “mão na massa”, com lápis e papel (CARVALHO, 2004).
Mas vale salientar que, no ensino por investigação, a teoria e a prática 
devem ser feitas conjuntamente, se não for assim, o aluno pode sair 
dessa atividade com uma visão deformada do que é e de como se pratica 
a ciência.
O cientista só desenvolve bem uma pesquisa com muito estudo, leitura 
e realizando experimentos, essa ideia também deve ser adotada em sala 
de aula para que a investigação científica seja efetiva.
E o que uma educação baseada em atividades investigativas propõe? A 
ideia é levar os alunos a pensar, debater, justificar ideias e aplicar seus 
conhecimentos em situações novas, usando criatividade, inovação e 
exercendo autonomia e pensamento crítico ao longo do processo.
Nesse sentido, qual o papel do professor? Segundo Dewey (1938), os 
professores desempenham um papel muito importante na moldagem e 
na criação das experiências das crianças, por meio de suas interações. 
Esse profissional precisa ser, segundo Vickery (2014, p. 13), “proativo 
em relação ao desenvolvimento de oportunidades para trabalho 
colaborativo em que existam interações adequadas e intervenções 
oportunas de todos os adultos”.
Deve haver muito diálogo entre o professor e o aluno para que se 
estabeleça confiança e o desenvolvimento das habilidades de pensamento. 
Vickery (2014) afirma que, é por meio do diálogo, que as crianças começam 
a tomar consciência sobre os seus próprios pensamentos e os de outras 
pessoas e a entendê-los. Esse ambiente fomentará o debate, a criatividade, 
a reflexão e a capacidade de correr riscos.
Em uma investigação, é preciso realizar diferentes atividades 
acompanhadas de situações problematizadoras, questionadoras e de 
diálogo, mas tudo deve acontecer a partir da introdução de conceitos 
prévios associados ao cotidiano do aluno (CARVALHO et al., 1995).
A atividade investigativa deve partir da ação do aluno e o professor deve 
trabalhar para que o aluno desenvolva um trabalho bem prático, ou 
seja, o professor irá instruir os alunos e estes desenvolvem ações para a 
resolução dos problemas propostos sempre com a mediação promovida 
pelo professor.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 8
Ao formular hipóteses, preparar experiências, realizá-las, recolher 
dados, analisar resultados, quer dizer, encarar trabalhos de laboratório 
como “projetos de investigação”, o professor favorece a motivação 
dos estudantes, fazendo-os adquirir atitudes e tais informações com 
curiosidade, desejo de experimentar, fará com que eles tenham o hábito 
de duvidar de certas afirmações, a confrontar resultados, a obterem 
profundas mudanças conceituais, metodológicas e atitudinais (LEWIN; 
LOMASCÓLO, 1998).
O aluno precisa ser envolvido na atividade, ou seja, ele precisa pensar, 
sentir e fazer para que a atividade tenha como conclusão a aprendizagem 
conceitual. Para Garret (1988), pensar é parte do processo de solucionar 
problemas, e inclui o reconhecimento da existência de um problema 
e as ações que são necessárias para seu enfrentamento. E, além disso, 
atividades investigativas propõem raciocínio, flexibilidade, astúcia, 
argumentação e ação.
Não se esqueça de que se o professor pretende a construção de um 
conhecimento, o processo é tão importante quanto o resultado. Assim, 
o ponto de partida deverá ser as atividades investigativas para o 
desenvolvimento da compreensão de conceitos, essa ação levará o aluno 
a imergir no processo de aprendizagem, saindo de uma postura passiva 
para ativa, na medida que age sobre o objeto de estudo relacionando-o 
com acontecimentos cotidianos procurando uma explicação causal para 
o resultado de suas ações e/ou interações.
Nessa situação, pode surgir um conflito cognitivo, ou seja, um 
questionamento por parte do aluno ou como diz Carvalho (1992), 
uma estratégia segundo a qual o aluno aprende se suas concepções 
espontâneas são colocadas em confronto com os fenômenos ou com 
resultados experimentais. Cruz (2007, p. 29) afirma que:
‘‘ A experiência, como recurso didático, deve estar intimamente relacionada 
aos conhecimentos teóricos. Para associá-los, devem-se indicar os objetivos a 
serem alcançados e as relações entre eles e os conteúdos curriculares; a prática 
experimental deve levar o aluno à descoberta de maneira cada vez mais autônoma 
e por meios diversificados. Dessa forma, desenvolve-se um aprendizado crítico 
e consciente, em que o aluno cria suas próprias soluções para os problemas de 
sala de aula e da vida. ’’
Gil e Castro (1996) descrevem alguns aspectos da atividade científica que 
podem ser explorados em uma atividade investigativa, pois ressaltam a 
importância dessas atividades. Dentre eles, estão:
Gil e Castro (1996) destacam alguns benefícios são bem relevantes de 
serem elencados e explorados numa atividade investigativa:
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 9
Apresentar situações problemáticas abertas. 1
Favorecer a reflexão dos estudantes sobre a relevância e o possível interesse 
das situações propostas. 2
Potencializar análises qualitativas significativas, que ajudem a compreender 
e acatar as situações planejadas e a formular perguntas operativas sobre o 
que se busca. 
3
Considerar a elaboração de hipóteses como atividade central da investigação 
científica, sendo esse processo capaz de orientar o tratamento das situações e 
de fazer explícitas as pré-concepções dos estudantes. 
4
Considerar as análises, com atenção nos resultados (sua interpretação física, 
confiabilidade etc.), de acordo com os conhecimentos disponíveis, das hipóteses 
manejadas e dos resultados das demais equipes de estudantes. 
5
Conceder uma importância especial às memórias científicas que reflitam o 
trabalho realizado e possam ressaltar o papel da comunicação e do debate na 
atividade científica. 
6
Ressaltar a dimensão coletiva do trabalho científico, por meio de grupos de 
trabalho, que interajam entre si.7
Figura 5: Benefícios que podem ser explorados em uma atividade investigativa. Fonte: 
Dreamstime.
Em um laboratório com uma metodologia tradicional, o aluno seguiria 
as instruções predeterminadas de um manual ou do professor e chegaria 
a conclusões previsíveis. Porém, se adotarmos a metodologia de 
investigação, o laboratório seria um espaço onde o que se busca não é a 
verificação pura e simples de uma lei já definida, a ideia seria mobilizar 
os alunos para a soluçãode um problema científico e, a partir daí, levá-
los a procurar uma metodologia para chegar à solução do problema, às 
implicações e às conclusões dela advindas (CARRASCO, 1991).
Percebe a mudança metodológica?
Blosser (1988) determinou cinco objetivos pedagógicos nessa 
abordagem investigativa:
Objetivos Pedagógicos
Habilidades – de 
manipular, questionar, 
investigar, organizar e 
comunicar. 
Conceitos – por 
exemplo: hipótese, 
modelo teórico e 
categoria taxionômica. 
Habilidades cognitivas 
– pensamento crítico, 
solução de problemas, 
aplicação e síntese.
Compreensão da natureza 
da ciência – empreendimento 
científico, cientistas e como 
eles trabalham, a existência 
de uma multiplicidade de 
métodos científicos, 
inter-relações entre ciência e 
tecnologia e entre várias 
disciplinas científicas.
Atitudes – por exemplo: 
curiosidade, interesse, correr 
risco, objetividade, precisão, 
perseverança, satisfação, 
responsabilidade, consenso, 
colaboração e gostar de 
ciência.
Figura 6: Os cinco objetivos pedagógicos. Fonte: Adaptada de Blosser (1988). 
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 10
As atividades investigativas são, em sua essência, atividades práticas. 
Cientes da limitação que ainda existe, principalmente nas escolas 
públicas brasileiras, sabemos que nem sempre uma atividade 
investigativa deve ocorrer em um laboratório. O pátio da escola, o parque 
próximo, a mata vizinha, o terreno baldio próximo podem ser “palcos” de 
grandes aulas inovadoras e investigativas para observação de pássaros, 
vegetação, tipos de solo, animais invertebrados e que serão suficientes 
para proporcionar um contato direto com os fenômenos, identificar 
questões de investigação, organizar e interpretar dados, entre outros.
E, veja só, a sala de aula também pode ser o ambiente de incríveis 
experimentos sem, necessariamente, ter equipamentos sofisticados, por 
exemplo, é possível observar folhas de plantas, flores, rochas etc. Na sua 
infância, você fez o experimento com o “feijão no algodão”? Trata-se de 
um simples experimento em que dentro de um copo, o professor coloca 
um grão de feijão em um algodão embebido de água exposto ao sol. 
Ao longo dos dias, os alunos mantêm o algodão úmido e começam a 
observar o crescimento da raiz, caule e folhas. Com esse experimento, o 
professor pode falar das plantas, da fotossíntese, do Sol, da importância 
da água, ou seja, uma simples atividade pode ser marcante para o aluno.
E se o feijão apodrecer? E se não houver o cuidado necessário, a luz 
requerida ou se o aluno tiver colocado água demais? 
O ideal seria o professor plantar o feijão (Radolpho Caniato) na terra, 
assim, além de o aluno se deparar com a situação do que acontece na 
natureza, poderia acompanhar o crescimento e desenvolvimento da 
planta até se tornar pronta para a merenda.
Krasilchik (2004) e o Commitee on High School Biology Education 
(2008) elencaram algumas funções aulas práticas no ensino de Ciências, 
vejamos:
 ▪ Despertar e manter o interesse dos alunos. 
 ▪ Envolver os estudantes em investigações científicas.
 ▪ Desenvolver a capacidade de resolver problemas. 
 ▪ Estimular a compreensão de conceitos básicos. 
 ▪ Desenvolver habilidades.
 ▪ Formular e elaborar métodos para investigar e resolver problemas 
individualmente ou em grupo.
 ▪ Analisar cuidadosamente os resultados e significados de pesquisas, 
voltando a investigar quando ocorrem eventuais contradições conceituais.
 ▪ Compreender as limitações do uso de um pequeno número de 
observações para gerar conhecimento científico.
 ▪ Distinguir observação de inferência, comparar crenças pessoais 
com compreensão científica e entender as funções que exercem na 
Ciência, bem como são elaboradas e testadas as hipóteses e teorias.
Prezado(a) futuro(a) professor(a), embora saibamos da existência de 
fatores limitantes para a proposição de aulas práticas (ausência de 
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 11
laboratório, falta de tempo para preparação, falta de equipamentos, 
entre outros), inove, renove, resiginifique seus materiais e aulas para que 
aquele momento seja único e inesquecível para o aluno.
Precisamos que a sala de aula seja atrativa e a aprendizagem ativa. De 
acordo com Vickery (2014) esse ambiente deve estar profundamente 
preocupado com a busca das crianças por significado e maestria, com 
o esforço delas para assumir o controle de si mesmas e de seu mundo 
e, assim, conseguir participar plenamente dele e não necessariamente 
com o “fazer” que observamos constantemente nas crianças pequenas, 
embora estar fisicamente ativo é algo 
intrínseco ao seu comportamento 
de aprendizagem.
Figura 7: Demonstração prática no trato 
com as plantas. Fonte: Dreamstime.
Agora, para melhor compreensão de que tipo de aula prática adotar e 
de como você poderá inovar, vamos analisar a classificação de Campos 
e Nigro (1999) e Carvalho (2004), em relação aos tipos de atividades 
práticas:
1. Demonstrações práticas: Atividades realizadas pelo professor 
possibilitam, ao aluno, maior contato com os fenômenos já 
conhecidos e com equipamentos, instrumentos, fenômenos e até 
seres vivos.
2. Experimentos ilustrativos: Atividades que os alunos podem realizar 
e que cumprem as mesmas finalidades das demonstrações práticas.
3. Experimentos descritivos: Atividades que o aluno realiza e que não 
são obrigatoriamente dirigidas o tempo todo pelo professor. Nelas, 
o aluno tem contato direto com coisas ou fenômenos que precisa 
apurar, sejam ou não comuns ao seu dia a dia. Aproximam-se das 
atividades investigativas, porém, não implicam a realização de testes 
de hipóteses.
4. Experimentos investigativos: Atividades práticas que exigem 
participação ativa do aluno durante sua execução. Esse tipo de 
aula parte da apresentação de um problema ou de um fenômeno 
a ser estudado e levam à investigação a respeito desse fenômeno. 
Diferem-se das outras por partir, inicialmente, sempre de um 
problema e trata obrigatoriamente de uma discussão de ideias, 
elaboração de hipóteses investigativas e experimentos para testá-
Demonstrações
práticas
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 12
las. Esse problema é proposto pelo professor aos alunos e, por meio 
de questionamentos e direcionamentos, o professor irá procurar 
“detectar” que tipo de pensamento, seja ele intuitivo ou de senso 
comum, eles possuem sobre o assunto. Com isso, a atividade 
experimental deixa de ser apenas uma ilustração da teoria e torna-
se um instrumento riquíssimo do processo de ensino.
Em seguida, o professor deve sistematizar as explicações dadas ao 
fenômeno, preocupando-se em enfatizar como a ciência o descreve e, 
algumas vezes, quando necessário, chegando às representações que 
o expressam.
Podemos dizer que o papel do professor nesse tipo de atividade é o 
de construir com os alunos essa passagem do saber cotidiano para o 
saber científico, por meio da investigação e do próprio questionamento 
acerca do fenômeno. Esse tipo de atividade prática pode proporcionar os 
benefícios a seguir:
 ▪ Percepção de concepções espontâneas por meio da participação do 
aluno nas diversas etapas da resolução de problemas.
 ▪ Valorização de um ensino por investigação. 
 ▪ Aproximação de uma atividade de investigação científica. 
 ▪ Maior participação e interação do aluno em sala de aula. 
 ▪ Valorização da interação do aluno com o objeto de estudo. 
 ▪ Valorização da aprendizagem de atitudes e não apenas de conteúdos. 
 ▪ Possibilidade da criação de conflitos cognitivos em sala de aula.
Ajustes também precisam ser feitos, por exemplo, se não houver 
disponibilidade de material para todos os alunos, o professor pode 
recorrer às demonstrações, desde que sejam bem planejadas e permitam 
a visualização e as intervenções dos alunos. 
As sugestões acima devem ser trabalhadas para levar os alunos a 
refletirem sobre os problemas experimentais propostos e a capacidade 
de resolução, o quepossibilita que eles pensem cientificamente e 
construam sua visão de mundo (CARVALHO et al., 1998). 
Independentemente da atividade escolhida, se estimule a usar imagens 
no ensino de ciências. Recortada, imagens da internet, imagens 3D, 
existem diversos tipos e formatos, mas é importante que saiba que 
esse recurso enriquece o processo de aprendizagem, explora sentidos, 
facilita a compreensão de sistemas e esquemas dentro dos conteúdos 
de ciências. Pense como uma criança: não há nada mais interessante 
do que animais e plantas coloridos e diferentes, de sistemas dentro 
do organismo humano ou animal, ecossistemas a serem descobertos, 
entre outros.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 13
5. Laboratório aberto: É uma atividade que busca, como as outras 
atividades de ensino por investigação, a solução de uma questão, 
que, no caso, será respondida por uma experiência. Essa busca de 
solução pode ser dividida basicamente em seis momentos:
 ▪ Proposta do problema: Primeiro, o professor propõe uma pergunta 
que estimula a curiosidade científica dos estudantes sem ser muito 
específica, de modo que possa gerar uma discussão bastante ampla. 
Essa resposta irá direcionar o objetivo principal do experimento.
 ▪ Levantamento de hipóteses: Estabelecendo o problema de forma 
clara para os alunos, estes devem levantar hipóteses sobre a 
solução por meio de uma discussão.
 ▪ Elaboração do plano de trabalho: Hipóteses estabelecidas, deve-se 
discutir como será realizado o experimento. Em conjunto com os 
alunos, o professor discutirá o plano de trabalho, ou seja, materiais, 
montagem do experimento, coleta e análise de dados. Essa 
ação em conjunto visa mostrar para os alunos que nem todas as 
hipóteses podem ser testadas por meio da realização de um único 
experimento e que arranjos experimentais precisam ser elaborados.
 ▪ Montagem do arranjo experimental e coleta de dados: Esta é a 
parte de pôr a “mão na massa”, quando os alunos manipulam o 
material. Em seguida, é feita a coleta de dados. Nesse momento, o 
professor percorre os grupos, verificando se todos estão montando 
o material como combinado, e se estão coletando os dados e 
anotando de forma organizada, para o trabalho posterior. 
 ▪ Análise dos dados: Por fim, professor e alunos analisam os dados 
do experimento para que possam fornecer informações sobre a 
questão-problema. 
 ▪ A conclusão: Pode ser apresentada na forma de desenhos, vídeos, 
textos entre outros.
A criança aprende ao fazer suas próprias conexões físicas com o mundo, 
por meio de explorações sensoriais, esforço pessoal, experiências sociais 
e busca ativa de significado a partir de experiências. Isso foi estabelecido 
pelas teorias de psicólogos e educadores como Froebel, Montessori, 
Isaacs, Steiner, Vygotsky e, posteriormente, Piaget e Bruner. (COLLINS; 
INSLEY; SOLER, 2001, p. 11)
Vale destacar que o laboratório aberto pode ser também associado às 
saídas de campo (ou saídas de estudo) planejadas para complementar 
os conteúdos abordados em sala de aula. Essas saídas podem ser em 
trilhas ecológicas, museus, jardim botânico ou parques e os resultados 
podem ser apresentados em feiras de ciências na escola, por exemplo, 
no final do semestre letivo.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 14
6. Questões Abertas: São atividades que visam propor para os alunos 
fatos relacionados ao seu dia a dia, cuja explicação está ligada ao 
conceito discutido e construído nas aulas anteriores. Tais questões 
podem ser respondidas em grupos pequenos ou propostas como 
desafio para a classe, e as respostas podem ser discutidas no 
grupo maior com os alunos colocados em círculo, buscando que 
um complete a resposta do outro. O professor media o processo ao 
juntar informações no quadro conduzindo os alunos à resposta certa.
7. Problemas abertos: São atividades ou situações gerais apresentadas 
aos grupos ou à classe, nas quais se discute desde o início do 
processo até as possíveis soluções para a situação apresentada. 
A resolução de problemas abertos é uma atividade bastante demorada, 
por incluir diversos aspectos, por esse motivo, deve ser interessante e 
motivadora para o aluno, e de preferência envolver a relação Ciência/
Tecnologia/Sociedade. 
A atividade consiste em duas etapas: primeiro, os alunos vão enfrentar 
essa situação problemática de uma forma qualitativa, ou seja, buscando 
elaborar hipóteses, identificar situações de contorno e limites de suas 
hipóteses. Em seguida, passam para uma fase quantitativa em que 
vão realizar a resolução, verbalizando o que faz, analisa os resultados 
obtidos, confrontando com as hipóteses e as condições de contorno 
estudadas.
É importante lembrar que as crianças apresentam experiências e 
habilidades linguísticas limitadas e que elas buscam significados em 
um mundo complexo. Segundo Vickery (2014, p.23), para participar 
plenamente, as crianças “precisam ampliar sua experiência ativa e 
encontrar maneiras de expressar sua curiosidade, de modo que consigam 
fazer conexões entre o conhecido e o ainda não conhecido.”
Em todas as atividades que instiguem investigação, experimentação e 
aprendizagem ativa, dois fatores são cruciais: motivação e autoconfiança, 
já que essas características permitem que as crianças se envolvam 
ativamente como aprendizes em seu ambiente imediato e com novas 
ideias e habilidades (VICKERY, 2014).
Outro fator crucial é o fato de o professor entender o potencial das 
crianças:
‘‘ Permitir às crianças se beneficiarem de suas próprias características e atitudes de 
aprendizagem positivas depende de nossas próprias convicções sobre as crianças 
e seu potencial. Um dos princípios globais do novo documento sobre educação 
infantil é que “[...] toda criança é uma criança única, que está constantemente 
aprendendo e pode ser resiliente, capaz, confiante e segura de si”. (UNITED 
KINGDOM, 2012, p. 3) ’’
Destaco, por último, que todas as atividades listadas acima precisam estar 
condicionadas ao desenvolvimento cognitivo das crianças. Para isso, o 
professor pode utilizar os estágios de desenvolvimento propostos por 
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 15
Piaget. Esse importante pesquisador considerava que o desenvolvimento 
cognitivo era inato, progressivo e relacionado com a idade. 
‘‘ Utilizando uma série de experimentos, Piaget se convenceu de que as crianças 
progrediram em estágios, desde conceitos simples até complexos e desde modos 
de pensar concretos e abstratos. Ele acreditava que o movimento de um estágio 
para outro depende da “prontidão” inata da criança, ligada a faixas etárias 
específicas. Encarava as crianças como alunos que se envolviam na aprendizagem 
conectando as novas experiências com os conhecimentos anteriores, lidando com 
conceitos cada vez mais abstratos, à medida que elas amadurecem. Sua teoria de 
estágios percebia a evolução das crianças, movendo-se desde a dependência 
de trabalhar com objetos concretos até o envolvimento com representações 
simbólicas e pensamento abstrato. (VICKERY, 2014, p. 23) ’’
Portanto, em suas práticas pedagógicas, futuro professor(as), adapte os 
temas aos devidos estágios cognitivos das crianças para a obtenção da 
aprendizagem e fixação do conteúdo.
3. Experimentos: Requisitos Técnicos 
e de Segurança 
A aprendizagem em atividades experimentais deve ser precedida ou 
acompanhada de aulas teóricas. Falamos, também, da linguagem do 
professor, que deve ser simples e adequada ao grupo de alunos. Agora, 
vamos enfatizar a relevância da experimentação? Esta só é completa 
se a teoria, as demonstrações, o exercício prático e o experimento 
produzirem interação prazerosa entre o aluno e o aprendizado.
Figura 8: Exemplo de atividades experimentais. Fonte: Dreamstime.
Quando a experimentação ocorre no laboratório as atividades 
experimentais toma dimensões gigantescas e se torna de extrema valia 
aos professores. Mas é preciso saber como funcionam os laboratórios e 
como mantera segurança das atividades junto com as crianças.
Mesmo sabendo do sucateamento dos laboratórios de muitas escolas 
brasileiras, especialmente públicas, em virtude da falta de investimentos 
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 16
nesses equipamentos didáticos, a gestão escolar e os professores 
precisam entender que os laboratórios ajudam na interdisciplinaridade 
e na transdisciplinaridade. Segundo Cruz, (2007, p. 28) permite:
• Desenvolve vários campos.
• Testa e comprova diversos conceitos, favorecendo a capacidade de abstração 
do aluno.
• Auxilia na resolução de situações-problema do cotidiano.
• Permite a construção de conhecimentos e a reflexão sobre diversos aspectos, 
levando-o a fazer inter-relações.
• Estimula o desenvolvimento das competências, as atitudes e os valores que 
proporcionam maior conhecimento e destaque no cenário sociocultural.
• Estimula a alfabetização científica e tecnológica no processo de formação dos 
indivíduos.
• Destaca a associação entre as diferentes teorias e o ensino experimental. 
A Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB), no seu Artigo 35, Inciso IV, 
diz: “É essencial a compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos 
dos processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no 
ensino de cada disciplina”. Assim, as escolas devem destinar um espaço 
físico para a construção de laboratórios pedagógicos, que devem ter 
Interdisciplinaridade e Transdisciplinaridade inseridos na proposta 
pedagógica, propiciando melhor organização dos conteúdos, de tal 
modo que sua inserção nas disciplinas possa promover a aquisição dos 
conhecimentos e consequentemente melhoria da qualidade de ensino. 
Para um bom planejamento pedagógico, as atividades experimentais 
podem e devem contribuir para o melhor aproveitamento acadêmico, 
assim, é necessário estabelecer regras e rotinas específicas para sua 
utilização, mantendo a segurança e se utilizando de maneira adequada 
dos recursos didáticos disponíveis.
Vale salientar que, em tempos de novos contextos educacionais, se faz 
necessário que os laboratórios estimulem o aprendiz a se tornar cada 
vez mais inserido na produção do conhecimento e deixe de ser apenas 
um mero ouvinte. E como dito anteriormente, o professor não só tem o 
espaço do laboratório para fazer experimentos, as visitas em parques, 
zoológicos, fazendas, as trilhas, hortas e jardins são espaços que podem 
se tornar palco de diversas experimentações. Assim, tanto o laboratório 
como os demais espaços podem ter como objetivos:
 ▪ Demonstrar um fenômeno.
 ▪ Ilustrar um princípio teórico.
 ▪ Coletar dados.
 ▪ Testar uma hipótese.
 ▪ Desenvolver habilidades básicas de observação ou medida.
 ▪ Propiciar a familiarização com os instrumentos.
 ▪ Propiciar experiências com a luz e o som.
 ▪ Conhecer os hábitos alimentares e o modo de vida de determinadas 
espécies. 
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 17
Ainda segundo Cruz, (2007, p. 29):
‘‘ Há uma infinidade de ações e procedimentos a serem desenvolvidos em um 
laboratório, não apenas a observação em microscópios ou a mistura de 
reagentes químicos. Quando é feito um trabalho pedagógico coerente, em que o 
desenvolvimento do aluno é apreciado, as atividades didáticas passam a ter um 
perfil totalmente diferenciado. ’’
Agora, vamos falar um pouco sobre as instalações físicas de um 
laboratório escolar. Sabemos que um laboratório exige instalações 
adequadas e materiais próprios para que os usuários desenvolvam as 
atividades a contento. Segundo Cruz, (2007, p. 30), para que esse ambiente 
possa funcionar ativamente, precisamos observar vários aspectos:
Iluminação: É importante que haja iluminação natural com janelas amplas.
Ventilação: Deve haver uma boa circulação de ar, principalmente se, no ambiente, 
forem mantidos seres vivos. De preferência, munido de exaustores e extintores de 
incêndio, sempre observadas as condições de uso.
Instalações: Tubulações de gás, parte elétrica e hidráulica, devem estar em boas 
condições, e a manutenção deve ser feita periodicamente.
É preciso existir uma sala de preparação destinada a guardar reagentes e manter 
experimentos que estão em andamento junto ao laboratório. 
Sinalização: O laboratório deve ser sinalizado e os acessos desimpedidos de forma 
que permita uma evacuação rápida em caso de acidentes. Preferencialmente, devem 
estar situados em andar térreo, facultando o acesso de todos, inclusive de pessoas 
com deficiência.
O laboratório poderá ser utilizado por qualquer turma, sem que haja interferência 
de outros alunos nos trabalhos em andamento, uma vez que muitos experimentos 
demandam alguns dias de espera. 
É interessante ter nas bancadas (quando há recurso) gás butano (gás de cozinha) 
canalizado para a realização de experimentos que utilizam fogo, além de tomadas 
de energia comum e estabilizadas.
Móveis: Devem ser de fácil limpeza e baixa combustão.
Deve haver pontos de rede para ligar computadores pois computadores poderão 
ser colocados nos laboratórios e ajudarão muito no desenvolvimento das aulas, 
principalmente para lecionar a parte teórica.
Primeiros socorros: Deve ser mantida, dentro do laboratório, uma caixa de primeiros 
socorros. 
Resíduos: Devem ser colocados em cestos de material não combustível, evitando 
que materiais fiquem espalhados pelo chão. 
Etiquetas: Gavetas e armários devem ser etiquetados com o nome dos materiais que 
estão ali guardados, e os frascos com reagentes devem ser devidamente etiquetados 
e identificados. 
Materiais perigosos: Devem ficar em armários fechados.
O local deve estar sempre limpo e organizado. Os cacos de vidro devem ser 
embrulhados antes de serem colocados no cesto de lixo e o pacote, etiquetado com 
a inscrição “cacos de vidro”.
Orientações: Os estudantes devem ser orientados sobre os cuidados a serem tomados 
no manuseio de materiais, reagentes e seres vivos e sempre ler com atenção o 
rótulo de qualquer frasco de reagente antes de usá-lo.
Pias: São importantes nas bancadas para a captação de água, assepsia das mãos, na 
lavagem das vidrarias e no descarte de determinadas substâncias.
Vestimenta: Todas as pessoas no laboratório devem usar jalecos, feitos de algodão, 
óculos de proteção e sapatos fechados.
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 18
Cruz (2007, p.32) reforça que o laboratório é “um local de muito trabalho 
e muita concentração, no entanto, pode se tornar um local muito 
perigoso se for usado de forma inadequada por causa dos materiais e 
dos equipamentos existentes nele”. Acidentes nesses ambientes existem 
quando existe o desconhecimento das regras básicas de segurança ou 
falhas no preparo prévio de experimentos pelos alunos, portanto, a 
prevenção de acidentes na escola deve ser uma preocupação constante 
na gestão de todo diretor, pois, qualquer descuido ou falta de atenção, 
pode resultar em um acidente.
Figura 9: Acompanhamento constante nas atividades de experimentos no ambiente escolar. 
Fonte: Dreamstime.
Medidas devem ser tomadas para tornar o local o mais seguro possível, 
principalmente, para crianças do Maternal e Jardim de Infância, assim, 
veja algumas dicas da GEO on-line (2021) para garantir a prevenção de 
acidentes na escola.
 ▪ Brigas podem causar acidentes, como empurrões, arranhões, puxões 
de cabelo e mordidas. Os alunos devem ser separados e chamados 
para conversar com profissionais na escola, sendo orientados a buscar 
soluções por meio do diálogo.
 ▪ O professor deve orientar, de forma clara, como os alunos devem 
utilizar os materiais escolares e equipamentos e os riscos que 
possuem para serem utilizados de forma segura.
 ▪ Quando um vidro foi quebrado durante um experimento, por exemplo, 
seus estilhaços devem ser removidos imediatamente pelo professor 
e/ou técnico do laboratório, o pessoal da limpeza precisa ser chamado 
para remover estilhaços e as crianças removidas do local. 
 ▪ Toda escola deve ter extintores de incêndio com validadee 
manutenção em dia. O corpo de bombeiros deve indicar a quantidade 
necessária de extintores e o tipo adequado para cada escola.
 ▪ Toda escola também precisa ter saídas de emergência bem sinalizadas, 
orientadas e sem obstáculos impedindo o seu acesso. 
Mas caso um acidente aconteça, professores, técnicos e alunos devem 
saber como agir. Assim, uma enfermaria com um profissional disponível 
Conteúdos e Metodologias no Ensino de Ciências Naturais 19
para atender as crianças é imprescindível. Outro destaque deve ser dado 
aos treinamentos de primeiros socorros que todos os profissionais da 
escola devem saber para atender uma criança em casos mais urgentes. 
Em casos extremos, como levar a criança a um hospital, a escola deve ter 
uma autorização no contrato escolar para esse deslocamento para evitar 
qualquer problema junto aos responsáveis.
E assim para sintetizar, conversamos sobre a aprendizagem ativa por 
experimentação, falamos da importância de uma linguagem clara e 
acessível que o professor precisa desenvolver para ter um diálogo efetivo 
com os alunos. Em seguida detalhamos a importância da experimentação 
por meio de diversas metodologias com ilustração, descrição, investigação 
e prática. A escolha de cada atividade vai depender do assunto e do 
planejamento docente, mas saiba: toda atividade que vai além da teoria 
exerce um papel de significativa importância na vivência, experiência 
e aprendizagem do aluno. Finalizamos com um importante tema: a 
segurança. Em qualquer atividade interna ou externa à sala de aula, a 
segurança e integridade de alunos e professores é imprescindível, assim, 
quanto mais instrução, esclarecimento de regras e usos adequados de 
recursos menos acidentes estarão propícios a ocorrer no ambiente escolar.
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	Ciências Naturais e Cotidiano
	Para início de conversa...
	Objetivos
	1. Trabalhando com as Ciências Naturais 
no Dia a Dia
	2. Ensino por Investigação
	3. Experimentos: Requisitos Técnicos 
e de Segurança 
	Referências