Integrar a ciência na sala de aula elementar paga dividendos mais tarde

Dos passeios pela natureza à “observação de fenómenos”

Você se lembra da primeira vez que pegou uma folha? Você provavelmente tinha dois ou três anos e explorava o ar livre. Talvez você tenha notado sua forma única e se estava seco ou úmido. Talvez um adulto tenha ajudado você a esfregar com giz de cera suas veias e você aprendeu que é assim que as folhas obtêm nutrientes - assim como as pessoas.

Parabéns - você fez ciência!

“Observar fenômenos” é como a maioria de nós foi apresentada a aprendizagem de ciências, seguido por fazer perguntas, fazer investigações ou testar ideias e aprender a explicar o próprio pensamento. Mas nas salas de aula do ensino fundamental em todo o estado, os alunos recebem apenas, em média, 1.5 horas de educação científica, de 30 horas de aula por semana. O resultado é que os alunos não são preparados para ciências nas séries mais avançadas.

Tana Peterman é a responsável pelo programa de educação pré-escolar no Washington STEM, que lidera a Alliance and Assistance for Science Education Reform (LASER)*. LASER e OSPI hospedam webinars on-line para ajudar professores do ensino fundamental e líderes escolares faça o caso para maior conteúdo de ciências em salas de aula k-5. O LASER também oferece recursos on-line gratuitos e estratégias para integrar a ciência em horários de aula já lotados.

Seu recente webinar, “A ciência elementar precisa de um retorno”, teve como objetivo fazer exatamente isso: destacando exemplos de distritos escolares em todo o estado onde professores elementares se destacam na integração de conceitos de ciências em aulas de matemática e leitura.

Tana Peterman disse: “Com a ciência elementar, continuamos colocando band-aids em um sistema que precisa de cirurgia de coração aberto. Falamos em educar a criança como um todo, mas continuamos pedindo que aprendam em silos.”

Fundação da ciência inicial

Em sua essência, a ciência está observando e dando sentido ao mundo ao nosso redor – algo que as crianças estão bem equipadas para fazer graças à sua curiosidade inata.

Michelle Grove é coordenadora de ciências do Educational Service District (ESD) 101 em Spokane e tem 25 anos de experiência em ensino, incluindo biologia, química e anatomia. Ela também é diretora de LASER para a região Nordeste e co-diretora estadual.

“Aprender ciências nas séries elementares é a base de tudo o que vem depois. Sem isso, as crianças perdem o interesse e não se envolvem profundamente. Mesmo que recebam experiências científicas de alta qualidade nos níveis fundamental e médio, sem essas habilidades fundamentais, como a importância do raciocínio baseado em evidências, eles terão dificuldade para sair do nosso sistema k-12 como adultos alfabetizados cientificamente.” Ela enfatiza que isso significa entender que a ciência não é apenas trabalhar em um laboratório, mas também planejar e realizar investigações, resolver problemas, criar modelos, analisar e interpretar dados, construir explicações e projetar soluções.

Lorianne Donovan-Hermann, coordenadora de ciências da ESD 123 no sudeste de Washington e diretora da LASER Alliance do sudeste, disse: “No momento em que as crianças estão no ensino médio, em termos de educação científica, existem os 'ricos' e os 'pobres' . As crianças que não estudam ciências no ensino fundamental ou médio podem ficar para trás ou evitar as aulas de ciências, pensando: 'Não sou bom em ciências.' E eles nunca considerarão fazer um curso de nível AP. Eles vão acabar em um curso completamente divergente.”

Embora seja verdade que nem toda criança quer ser um cientista quando crescer, todo aluno precisa de conhecimento científico básico para navegar em sua saúde e ambiente, entender suas escolhas nas urnas e até mesmo manter suas casas. Donovan-Hermann disse: “A propriedade básica requer camadas de conhecimento científico para se proteger do mofo tóxico de um cano com vazamento ou entender os perigos de um vazamento de gás. E em nossos próprios corpos, saber como os vírus funcionam – e seguir os estudos científicos mais recentes sobre como tratá-los – pode nos ajudar a manter nossas famílias seguras.”

Superando a crise do tempo

Mesmo antes do pandemia resultou em notas mais baixas nos testes para alunos de todo o país, os professores do ensino fundamental lutavam para encaixar o ensino de ciências em uma agenda já lotada. A razão inicial para isso é que a maioria das salas de aula do ensino fundamental se concentra em matemática e leitura, e a ciência não é avaliada até a quinta série em Washington. Além disso, como a maioria dos professores do ensino fundamental também não é endossada em ciências, para alguns, pode parecer fora de alcance ensiná-la. No entanto, existe uma abordagem promissora: integrar conceitos científicos nas aulas de leitura, escrita e matemática.

Michelle Grove disse que há um equívoco de que matemática e leitura são ensinadas isoladamente. “Na realidade, temas científicos podem ser integrados em tarefas de matemática ou leitura/escrita – isso é chamado de escrita baseada em fenômenos.”

Grove disse que trabalhou com professores que usaram aulas de anatomia vegetal para leitura e escrita baseadas em fenômenos de Recursos educacionais abertos (OER), um recurso gratuito para professores. “A compreensão dos alunos passou de criar desenhos simples no início do ano, para mostrar essas explicações sem lacunas sobre processos científicos.”

Outro exemplo de integração científica é o dos professores da primeira e quinta séries na área de Olympia, que planejaram que os alunos da quinta série visitassem a classe mais jovem para compartilhar seus aprendizados de ciências. Anos depois, o professor de ciências da quinta série, TJ Thornton, lembrou como isso foi impactante para um aluno em particular:

“Um dos meninos da minha turma perguntou: 'Quando vamos fazer isso com os alunos da primeira série'? Agora, ele não era necessariamente o aluno mais forte academicamente, e mesmo que fosse mais da metade de sua vida atrás, ele estava pensando sobre isso e estava animado para compartilhar ciência com os alunos da primeira série.”

Evolução da ciência: dos “absolutos” à integração de novas descobertas

Para muitos, a pandemia de Covid-19 trouxe para casa a importância de entender os processos científicos básicos. Donovan-Hermann, coordenador de ciências em Pasco, disse que os avanços tecnológicos tiveram um grande impacto na compreensão científica.

“A ciência mudou muito desde que eu estava no ensino médio. Antes, aprendíamos sobre 'os absolutos', mas agora, sermos capazes de mudar de ideia quando a ciência muda – isso é crucial.”

Além disso, entender o raciocínio baseado em evidências – seja em ciência ou ciência política – é crucial para graduar alunos que são All-Letate Learners.

Michelle Grove relembrou: “A aula de minha filha da sétima série concentrou-se na importância do pensamento baseado em evidências como tema de um ano. Então, quando ela observou comentaristas políticos na TV discutindo sem provas, ela ficou chateada, dizendo. 'Eles não deveriam ter permissão para fazer isso!'”

Peça mais ciência

Grove disse que uma maneira de os pais apoiarem a educação científica é participando da visitação pública da escola e perguntando: “O que você está fazendo com Leitura, Matemática e Ciências?” Ela disse que o que ajuda a ciência elementar a prosperar é um nexo de 1) administradores que defendem a ciência; 2) professores com habilidades e confiança e 3) financiamento de um sistema que o priorize.

Ter o apoio do conselho escolar local pode ajudar a priorizar a integração das ciências na sala de aula. Scott Killough é o coordenador regional de ciências da ESD 113 e membro do Tumwater District School Board. Ele relembrou uma conversa que o conselho escolar teve com seu ex-superintendente no final da pandemia de Covid-19. O conselho determinou que, para ter uma mudança duradoura, a Aprendizagem Socioemocional (SEL) deveria ser incluída no orçamento anual. “Agora é um item de linha em nosso orçamento, independentemente das mudanças de pessoal. A SEL veio para ficar.” Ele disse que uma abordagem semelhante poderia ajudar na integração da Ciência Elementar.

Da mesma forma, Kimberly Astle, do Gabinete do Superintendente de Instrução Pública (OSPI), incentivou os professores durante o webinar de fevereiro a pensar em como a ciência pode ser uma âncora para apoiar o aprendizado das Artes da Língua Inglesa. “Vejo o avanço ao ver como a ciência faz parte de um sistema de aprendizado.”

Problema estranho da ciência

A integração da ciência nas salas de aula do ensino fundamental também pode ter um impacto positivo no avanço da equidade racial — se as aulas incentivarem os alunos a trazer seus aprendizados e valores culturais para as investigações científicas. Nas últimas décadas, educadores e ativistas têm chamado a atenção para o problema “WEIRD” da educação científica, ou seja, centrada na ciência das sociedades ocidentais, educadas, industrializadas, ricas e democráticas (WEIRD). A ciência, neste contexto, muitas vezes ignorada contribuições de mulheres e pessoas de cor, ou mesmo alegou ou atribuiu erroneamente suas descobertas a colegas homens brancos. Isso pode deixar os alunos com a ideia de que apenas certos tipos de pessoas “fazem ciência”.

Quando Donovan-Hermann lecionou para a 3ª série na área de Tri-Cities, ela participou de uma parceria professor-cientista (TSP) de uma semana com um geólogo no Pacific Northwest National Laboratories. O objetivo era aumentar o conhecimento do professor e trazer o que ela aprendeu de volta para seus alunos.

“Trouxe fotos minhas trabalhando em campo com o cientista para mostrar minha aula. Uma garotinha, de uma comunidade rural, olhou para a foto no meu telefone e depois para mim e disse: 'Ah, essa é a foto errada. Cadê a foto do cientista? Olhei para baixo e disse: 'É ela — é a Dra. Frannie Smith'. Essa garotinha não sabia que as mulheres podiam ser cientistas.”

Isso inspirou Donovan-Hermann a convidar o cientista, “Dr. Frannie” para falar com sua classe. Assim começou uma parceria que ela acredita ter influenciado muitos de seus alunos. “Anos depois, encontrei a garotinha; ela tinha agora cerca de 20 anos e trabalhava para economizar para a faculdade. Lembro-me de sua empolgação ao falar sobre o encontro com a Dra. Frannie.

O blog Ferramentas de Ensino STEM oferece orientação sobre como discutir raça no contexto do ensino de ciências, “Raça e racismo estão presentes nas aulas de ciências. Os alunos, não importa quão jovens, estão cientes da raça e refletem os preconceitos sociais. Eles percebem quem está na sala – tanto literalmente (você e outros alunos) quanto figurativamente (quem faz ciência? Como é um cientista?).”

O Washington STEM está defendendo a integração da ciência nas salas de aula do ensino fundamental para que todos os alunos em Washington possam responder à pergunta: “Quem faz ciência?” com uma palavra:

"Eu."

*organizado por Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) é uma organização estadual, liderada por Washington STEM em parceria com OSPI, Education Service Districts (ESD) e o Institute for Systems Biology. (Aprender mais sobre como surgiu o LASER.) Juntos, eles fornecem webinars, recursos on-line focados em aumentar a equidade na educação de ciências do jardim de infância ao 12º ano.