Uma grande parte de documentos actuais sobre a reforma da educação na ciência (por exemplo, American Association for the Advancement of Science, 1989; C... Corporation, 1994; National Research Council, 1996), estão a colocar muita ênfase em obrigar que os alunos se tornem competentes na identificação, avaliação e operação sob fontes relevantes de informação e na utilização da informação para construir novos conhecimentos. Um dos meios da realização desse plausível objectivo sugerido por grande parte de projectos de reforma curricular científica é a utilização da investigação científica que envolve trabalho de projectos. Nos projectos da ciência, alunos que trabalham em grupos são exigidos a investigar um tópico científico particular tal como herbívoros e carnívoros, tornados e dinossauros e a prepararem um relatório, livro ou postal sobre o tópico. Normalmente, a investigação inclui a recolha e organização de informações sobre o tópico a partir de livros e outras fontes de imprensa. Por vezes, pode também incluir a recolha de dados a partir de experiências de observações científicas. O raciocínio subjacente aos projectos da ciência é de que as crianças são capacitadas para incrementar o entendimento do que aprenderam (Cross, 1996; Krajcik, Blumenfeld, Marx e Soloway, 1994). Todavia, uma revisão da literatura de investigação parece indicar que muito pouca construção de conhecimentos ocorre na maior parte dos projectos científicos (Krajcik et al). Ao invés, apenas parecem facilitar a compilação simples e rotineira e a aprensentação de informações que os alunos copiaram (ou recordaram) de livros, outros materiais de imprensa, experiências, notas de professores no quadro, ou comentários feitos pelo professor. Deste modo, é necessário investigar como a construção de conhecimento dos projectos de ciência no ensino elementar pode ser estimulado.

Investigação conduzida por construtivistas parece indicar que duas eventuais abordagens para o estímulo da construção de conhecimento nos projectos de ciência elementar pode ser o proporcionamento de projectos de ciência aos alunos com (a) estruturas cognitivas que os ajudam a entrar na zona de desenvolvimento próximo (Bruner, 1986; Vygotsky, 1978), e (b) ensino e aprendizagem eurístico que os ajudam a reflectir tanto no processo de aprendizagem, como nos seus produtos (Driver, Asoko, Leach, Mortimer, e Scott, 1994; Roth e Roychoudhury, 1993; Tobin, 1993). Um dos tais eurísticos de aprendizagem-ensino que foi descoberto como tendo efeitos positivos no ensino da ciência é o conceito dos mapas (Jegede, Alaiyembola, e Okebukola, 1990; Okebujola e Jegede, 1988; Ruiz-Primo e Shavelson, 1996). As características chave de uma mapa conceitual são as suas propriedades espaciais ou gráficas que fazem uso de módus caracterizados para representar conceitos e linhas (ou arcos) para representar relacionamentos entre pares de conceitos.

Quando um grande número de conceitos são ligados, um mapa de conceito é formado para representar idealmente o conteúdo e a estrutura de um quadro de conhecimento dos alunos. Preparado por um grupo de alunos, os mapas de conceito podem ser encarados como exprimindo o significado partilhado pelos membros da equipa.

A investigação sobre a aprendizagem efectiva em pequenos grupos (vide Cohen, 1994) sugere que a mudança dos pareceres dos estudantes sobre um projecto a partir de uma tarefa a ser completada é uma oportunidade para aprofundar o seu entendimento do tópico a ser investigado, pode também constituir uma outra abordagem efectiva para o estímulo da construção do conhecimento nos projectos da ciência em escolas elementares. Scardamalia e Bereiter (1989) reivindicam que uma das melhores formas em que isso pode ser conseguido é através do estabelecimento de construção de comunidades. De acordo com Bereiter (1994), o que define uma construção de conhecimento comunitária (por exemplo uma equipa de investigação na comunidade científica) é um engajamento entre os seus membros para investir recursos na prossecussão colectiva do entendimento. Uma comunidade de construção de conhecimentos numa sala de aulas, deste modo, é um grupo de alunos dedicados à partilha e ao avanço do conhecimento da colectividade. Além de mais, o seu foco primário reside na produção de objectos de conhecimento (por exemplo, ideias ou interpretações), que podem ser discutidas, testadas, comparadas, modificadas, etc, e não na conclusão da tarefa.

Embora a delineação do conceito e o estabelecimento de comunidades de construção de conhecimentos pareçam comandar muita promessa para o estímulo da construção do conhecimento durante um projecto da ciência, evidência anedótica de professores e evidências a partir da literatura de investigação, parecem indicar que a implementação de qualquer destas abordagens não é fácil. Por exemplo, muitos alunos experimentam dificuldades consideráveis na criação e na modificação de mapas conceituais (Harlen, 1992); White e Gunstone, 1992). Em particular, eles têm problemas em gerar ............ e a estrutura espacial de um mapa de conceito e em identificar todas as ligações possíveis entre os ........ e um mapa de conceito.

De igual modo, muitos alunos e seus professores encontram imensas dificuldades em estabelecer comunidades de construção de conhecimentos porque os existentes padrões de discurso nas suas salas de aulas são anti-éticos à noção de produção, discussão, experiência e comparação de objectos de conhecimento (Scardamalia e Bereiter, 1989).

Todavia, a tarefa de criar e modificar uma mapa de conceito pode ser imensamente facilitada por instrumentos de delineação de conceitos baseados no computador porque permitem que os alunos façam exeperiências com diferentes estruturas de mapas de conceito e ligações de relação (Ferry, 1996; Kopec e Wod, 1994). A tecnologia do computador foi também reconhecida como um instrumento efectivo para a mediação do discurso da construção de conhecimentos (Brown, Ash, Nakagawa, Gorden e Campione, 1993; Brown e Campione, 1993; Scardamalia e Bereiter, 1993). Deste modo, parece que as dificuldades associadas à construção e à modificação de mapas de conceito e ao estabelecimento de comunidades de construção de conhecimentos podem possivelmente ser ultrapassadas pela aplicação de instrumentos de tecnologia informáticos apropriados, tais como bancos de dados livres de formato.

BANCOS DE DADOS LIVRES DE FORMATO: Um banco de dados livre de formato consiste de uma série de textos computarizados ligados no ecran. Cada texto no ecran contém algumas informações apresentadas em notas e uma ou mais ligações de palavras chave incorporadas dentro das notas do texto. No banco de dados livre de formato apresentado na Fig. 1, o primeiro texto no ecran (Baleias) contém algumas informações gerais sobre baleias e quatro ligações de palavras chave: A Aparência, as Características, a Alimentação, e o Habitat. Estas quatro palavras chave ligam directamente este texto no ecran a quatros outros textos no ecran intitulados da seguinte forma: Aparência, Características, Alimentação e Habitat. Primindo na tecla aparência, o utilizador do banco de dados é capaz de ter acesso a informações adicionais sobre o ecran de texto referente a alimentação, e assim por diante. Desta forma, o computador liga automaticamente palavras chave semelhante, proporcionando uma série completa de ligações entre as informações contidas no ecran de texto, permitindo uma grande variedade nos métodos para a exploração do banco de dados (Briggs, Nichol, Brough e Watson, 1991). Deste modo, no banco de dados referente Baleias, visto na Fig. 1, o utilizador pode explorar as informações contidas no banco de dados de muitas formas diferentes. Por exemplo, ele pode explorar a informação sobre o habitat da baleia a partir do ecran de texto inicial (Baleias) directamente, através da palavra chave Habitat, ou indirectamente, através do ecrans de texto da Alimentação ou Características.

Durante o desenvolvimento de um banco de dados livre de formato, os alunos são exigidos a planificarem os títulos dos ecrans de textos que eles irão utilizar e como as informações serão dispostas ao abrigo desses títulos. De igual modo, com a ajuda de diagramas de rede, eles devem planificar cautelosamente a estrutura do banco de dados, ou seja, como esses títulos de ecran podem ser relacionados espacialmente. O processo do desenvolvimento de um banco de dados livre de formato fica assim muito estreitamente paralelo ao da criação e da multiplicação de um mapa de conceito. Em termos específicos, a geração de títulos de ecran de texto é análoga à geração de espaço no mapa de conceito, enquanto que a geração de diagramas de rede para a estrutura do banco de dados é análogo à geração da estrutura de um mapa de conceito.

O suporte proporcionado pelo banco de dados software livre de formato, tal como Keys88 (Briggs et 1l., 1991) sistematiza (a) a selecção de títulos de ecran de texto, (b) o estabelecimento de um relacionamento espacial entre os títulos do ecran de texto para representar a estrutura do banco de dados, e (c) a identificação de ligações entre os títulos do ecran de texto. Consequentemente o suporte podia contribuir grandemente para facilitar o processo de desenvolvimento e da modificação e mapas de conceito para representar o conceito e a estrutura do conhecimento dos alunos quanto ao tópico em investigação durante um projecto da ciência.

O suporte congnitivo proporcionado pelo software de banco de dados livre de formato, Keys88, encoraja a construção de apresentações e integrações de conhecimento de ordem mais alta, mais do que a proliferação de artigos de informação desordenamente conectados. Também, Keys88 permite os alunos verem o seu trabalho, não unicamente em termos dos seus meios independente, mas também em termos da sua contribuição ao avanço do conhecimento do grupo. Por conseguinte, há uma grande probabilildade de que o suporte proporcionado por Keys88 devia facilitar o estabelecimento de uma comunidade de construção de conhecimento durante um projecto da ciência.

Além de ter o potencial para facilitar o processo de geração e de modificação de mapas de conceito e o estabelecimento de uma comunidade de construção de conhecimentos, o software do banco de dados livre de formato como Keys88 tem outras duas características que indicam ainda possuir o potencial para fazer mais para estimular a construção do conhecimento em projectos da ciência nas escolas: simplicidade e flexibilidade. Contrariamente à maior parte de outros instrumentos de tecnologia informática (por exemplo, bancos de dados ou "spreadsheets" tradicionais), o software do banco de dados livre de formato requer conhecimentos informáticos mínimos. O processo de registo de dados e interrogação é flexível, fácil de operar e poderoso para todos os utilizadores. Por estas razões, os alunos são capazes de iniciar a construção de um banco de dados logo que começarem a trabalhar com o software. Se forem necessárias mudanças ao banco de dados, as estruturas dos dados são facilmente variadas, permitindo o acréscimo ou a supressão de palavras chave ou texto a qualquer momento. A simplicidade do software do banco de dados livre de formato permite que o foco primário dos alunos seja a construção do conhecimento e não o domínio de protocolos de software complexos. A flexibilidade da estrutura dos dados permite-a responder às necessidades em transformação dos alunos à medida em que o processo da criação do banco de dados vai avançando.

Deste modo, o software do banco de dados livre de formato, como keys88, parece merecer consideração para inclusão na categoria dos instrumentos de tecnologia informática que podem estimular a construção de conhecimentos por parte dos alunos, durante projectos de ensino na escola elementar. O objectivo geral do presente estudo, com efeito, foi o de investigar se um grupo de alunos da escola elementar desenvolvendo colaborativamente um banco de dados livre de formato, utilizando Keys88, iria estimular a sua construção de conhecimento durante a conclusão de um projecto de ciência na escola. Inseridos neste objectivo geral estavam três objectivos específicos. Deviam investigar como o desenvolvimento colaborativo de um banco de dados livre de formato, durante um projecto de ciência escolar, influenciava (a) a complexidade da delineação dos alunos na sua estrutura de dados; (b) a qualidade, a quantidade e o grau de integração do conhecimento construído; e (3) a qualidade do discurso intelectual entre os alunos.

RTICIPANTES: Participaram neste projectos três alunos de 11 anos de idade seleccionados de proveniências sócio-económicas de nível médio (i.e. nem desavantajados, nem ricos) que eram menbros de uma turma da sexta classe numa escola elementar na Austrália Oriental. Os três alunos voluntarizaram-se para trabalhar num "projecto de computador" e tinham indicado aos seus professores que estavam desejosos de trabalhar juntos como grupo nu projecto. O grupo consistia de uma rapariga (Megan) e dois rapazes (Tom e Peter) [todos os nomes são pseudónimos].

A Megan era descrita pelo seu professor como uma aluna muito calada, cooperativa e académica, que tinha excelentes abilidades na leitura, escrita e investigação. O professor baseou a sua avaliação das abilidades de leitura, escrita e investigação da Megan e dos outros dois alunos no aproveitamento geral da turma e nos resultados dos alunos a partir de testes padronizados administrados antes, ao longo do ano escolar. O Tom era descrito como estando mais interessado no desporto do que em actividades académicas, e como tendo abilidades de leitura, escrita e investigação médias. O terceiro aluno, Peter, tinha um grande problema de leitura e foi tirado para uma turma especial de apoio à leitura, com um professor correctivo, duas vezes por semana. Por causa dos seus problemas na leitura, o Peter tinha limitadas capacidades de escrita e de investigação. Todavia, apesar desses problemas de aprendizagem, o Peter era um aluno muito consciente de quem a Megan e o Tom sabiam que dependeriam para fazer o trabalho que lhes cabiam num projecto de grupo. Segundo o professor da turma, tanto a Megan, como o Tom, consideravam e apoiavam muito o Peter. Deste modo, embora estivessem cientes, com bases em anteriores experiências de trabalho em grupo, que as contribuições do Peter ao projecto do grupo, provavelmente seriam afectadas pelas suas limitadas abilidades de leitura, escrita e investigação, e que ele precisaria de muito apoio e encorajamento, Megan e Tom indicaram ao seu professor que estavam mais do que interessados em trabalhar com o Peter no projecto.

PROCEDIMENTO: Este estudo interpretativo no qual o professor regular da turma desses alunos agia como observador participante, ocorreu ao longo de um período de seis semanas durante as aulas regulares da ciência (aproximadamente 3 horas por semana). Enquanto que os três alunos trabalhavam na geração de um banco de dados livre de formatos, os outros membros da turma realizavam actividades normais da ciência, tais como projectos e experiências científicos. O estudo procedeu-se em quatro fases: Fase 1 - Introdução, Fase 2 - Avaliação do Conhecimento Prévio dos Alunos, Fase 3 - Desenvolvimento do Banco de Dados, e Fase 4 - Avaliação do Conhecimentos Pós-Projecto dos Alunos.

Fase 1: Introdução. O estudo começou com os três alunos a serem aconselhados pelo professor que estam a ter uma oportunidade para criar um banco de dados que os outros alunos da turma poderiam acessar e utilizar. Isto foi seguido por uma série de discussões de três horas e meia sobre bancos de dados em geral. Entre as específicas questões discutidas nessas sessões, figuraram (a) tipos de bancos de dados; (b) razões para o uso de bancos de dados; (c) tipos e organizações que necessitam de bancos de dados; (d) como os bancos de dados escolares podem ser utilizados; (e) categorias de informações encontradas em bancos de dados escolares; e (f) ideias para uso de banco de dados na sala de aulas. Até ao fim da sessão de discussão, a qualidade dos comentários e das perguntas dos alunos sobre bancos de dados convenceu o professor que eles compreendiam claramente as questões que ele tinha colocado sobre bancos de dados.

Em seguida, o professor introduziu o tópico do projecto de bancos de dados, Marte, aos alunos. O Marte foi escolhido como o tópico para o banco de dados porque (a) eram de interesse para os alunos envolvidos, (b) enquadrava-se no nível curricular da ciência e da língua e condizia com o progresso académico dos alunos, e (c) haviam muitas informações numa variedade de formatos de imprensa sobre o tópico na biblioteca da escola. As reacções dos alunos ao tópico foram muito positivas. Eles voluntarizaram-se ao professor, dizendo que era um tópico interessante que, de facto, gostariam de investigar. Também disseram-no que pensavam que um banco de dados sobre Marte seria de grande interesse para os seus colegas.

Fase 2: Avaliação do Conhecimento Anterior do Alunos. Depois de o tópico ter sido introduzido aos alunos, o professor conduziu entrevistas clínicas um por um com os alunos durante os intervalos das refeições, ou durante a hora silenciosa da turma. As entrevistas foram gravadas e transcritas. Todos os três alunos foram entrevistados no mesmo dia para garantir que a informação não fosse espalhada por eles. Cada entrevista começava com o aluno a ouvir "a sua área do tópico é Marte. Pensa sobre o Marte e diga-me todas as informações que tem sobre o mesmo". Depois de ele acabar de falar sobre o tópico, desta forma, o professor fazia uma série de perguntas aberta para descobrir o conhecimento tácito que o aluno tinha sobre Marte.

Depois de cada aluno ter completado a entrevista clínica, este era instruído a voltar para a sua carteira e escrever tanta informação quanta possível sobre Marte. Ao aluno era dada a escolha de escrever a informação num cartaz, numa brochura de viagem, num relatório, num pequeno livro, num boneco animado ou num livro. Todos os alunos finalizaram um cartaz que incluía tanto o texto, como o desenho. Os cartazes foram concluídos e entregues ao professor no fim da primeira semana.

Uma Folha de Resumo de Dados, que resumia dados da entrevista clínica e do cartaz, foi criada para cada criança, pelo professor. A Folha de Resumo de Dados alistava de forma tabular as informações correctas e incorrectas das crianças sobre o Marte (fig. 2).

Fase 3: Desenvolvimento de Banco de Dados. No princípio da segunda semana, os alunos começaram o projecto, investigando individualmente o tópico na biblioteca da escola. A investigação individual não era nem sistemática, nem coordenada. Por exemplo, antes de começarem a investigação individual, os alunos nem tinham determinado quaisquer parâmetros para a sua investigação, nem tinham identificado uma área do foco para cada aluno investigar. A sua investigação individual também revelou pouca evidência de análise, síntese, ou avaliação. Aliás, a maior parte das notas que produziam eram transcrições directas de texto estreito de livros ou de outro material escrito que eles liam.

O professor observou que os alunos pareciam estar a gerar muito pouca informação, depois de cerca de três horas de investigação individual. Deste modo, no fim da segunda semana do estudo, os tres alunos foram mais uma vez reunidos, como grupo, para desenvolverem uma estrutura inicial de dados. O processo iniciou com os alunos a produzirem uma lista inicial de títulos. A maior parte desses títulos foram extraídos tal e como se apresentavam nos livros que os alunos tinham lido. Para refinar este processo, o professor sugeriu-lhes que deviam referir-se às suas notas de investigação para descobrir que informações é que tinham recolhido colectivamente em relação a cada título, e que deviam escrever essas informações por baixo de cada título. Isto iniciou o processo de análise, síntese e avaliação da informação recolhida. Enquanto analisavam, sintetizavam e avaliavam a informação recolhida, os alunos julgavam necessário fazer modificações às suas listas de títulos. Em alguns casos, a abundância da informação obrigou à divisão de um título em dois; noutras instâncias em que a informação era pouca para um título, os alunos ou rejeitavam, ou submetiam este título num outro. Quando os alunos estivessem satisfeitos de que as suas listas de títulos, no geral, cobriam o tópico, utilizavam os títulos para produzir uma estrutura inicial de dados (fig. 3).

Depois de os alunos terem concluído a sua estrutura inicial de dados, eles receberam instrução que focava especialmente nos bancos de dados livre de formato. Os objectivos desta instrução eram os de (a) familiarizar os alunos à estrutura e à organização de um banco de dados livre de formato, e (b) introduzí-los aos procedimentos para a produção e interrogação de um banco de dados livre de formato.

Com a juda de um diagrama tirado do manual Keys88 )Briggs et al., 1991), os alunos ficaram a saber da forma como um banco de dados livre de formato tem ecrans de notas de textos ligados a palavras chave. Para ajudar a compreensão dos alunos de bancos de dados livre de formato, o professor, com a assistência dos alunos, produziu um pequeno banco de dados de formato livre "à mão" utilizando papel e esferrográfica sobre "baleias". Os alunos tinham acabado de concluir uma unidade de trabalho sobre baleias, daí que estavam muito familiarizados com a matéria. Esta familiaridade permitiu-lhes focar a sua atenção na estrutura e na organização do banco de dados. Cinco ecrans de dados ligados, contendo informação, foram produzidos num quadro (vide fig. 1). Durante esta actividade, o professor desempenhou o papel de facilitador e não transmitiu nenhuma nova informação sobre as baleias aos alunos. O professor similava para informações sobre o conhecimento do conteúdo, títulos apropriados e ligações de palavras-chave. O professor fornecia também um suporte cognitivo e encorajava discussão e debate, desempenhando o papel de defensor do diabo, quando necessário, para extrair ideias dos três membros do grupo.

Aos alunos foi então dada a oportunidade, ao longo de um período de alguns dias, para explorarem e manipularem alguns exemplos de bancos de dados livres de formato produzidos com a software Keys88, tais como os processos de Atenas e de Creapsville. O processo de Atenas é um banco de dados livre de formato que contém informações sobre a vida e os tempos da Atenas antiga. Creapsville é um banco de dados sobre uma vila em que vários crimes misterioros ocorreram. Ao interrogar o banco de dados, os alunos podem resolver os crimes. A finalidade primária deste exercício foi a de consolidar a compreensão dos alunos dos bancos de dados livres de formato para os familiarizar com o software Keys88, e para esclarecer as expectativas dos alunos quanto ao produto final que eles podiam construir com o software Keys88. Os alunos moviam-se entre os ecrans de dados e recebiam informação sobre o volume e o tipo de dados que podem ser incluídos em cada ecran de dados, e como ligações de palavras-chave podem ser utilizadas num banco de dados livre de formato Keys88.

No final da segunda semana, terminado o período de familiarização com o software Keys88, os alunos começaram o processo de geração de banco de dados sobre Marte. Isso começou com os alunos buscando mais informações sobre Marte na bilbioteca da escola. Ao contrário da original busca de informações que teve lugar na primeira semana, esta feita foi sistemática, de propósito e coordenada. Por exemplo, desta vez eles utilizaram os títulos da sua estrutura inicial de dados para determinar os parâmetros da sua investigação. Utilizaram também a abordagem do enigma (Aronson, 1978) no qual cada aluno recebia certos tópicos para investigar. À medida em que o aluno ia recolhendo informações, reportava continuamente ao grupo para garantir que os outros membros da turma estivessem plenamente informados sobre o que ele estava a fazer no momento. Os alunos recebiam também visitas regulares para rever a informação que tinham recolhido. Estas discussões do grupo eram muitas vezes animados, com debates em relação à qualidade e à certeza das informações. Eram tomadas decisões sobre se a informação devia ou não ser incluída no banco de dados e se a mesma era relevante para o título. Eram também tomadas decisões sobre como a procura de informações devia proceder no futuro (por exemplo, continuar a procurar informação sobre um título ou seguir novas linhas de investigação). Esta parte do projecto foi recebida de forma positiva por todos os três alunos. Muito claramente, os alunos acreditavam que estavam no processo de desenvolver um banco de dados que não só seria de valor para eles, como também para os seus colegas.

À medida em que a informação era recolhida e organizada, passagens de texto sobre cada um dos títulos, ou eram escritas, ou reformuladas. O Tom e o Peter achavam que a Megan era a melhor escritora. Deste modo, eles recorriam a ela durante a re-elaboração das notas dos textos. Os dois rapazes, todavia, desempenhavam um papel significativo na redacção dos textos originais das notas e insistiam que tardes significativas do seu texto original permanecessem nas versões finais dos textos. Além disso, ambos os rapazes tinham também importantes funções editoriais durante a preparação das versões finais das notas dos textos. Porque o Peter tinha certa limitações de leitura, escrita e investigação, por consenso do grupo, ele recebeu menos títulos para investigar do que a Megan e o Tom. Tanto a Megan, como o Tom, tinham também assistido o Peter na medida em que ele tentava escrever versões originais das notas de textos para os títulos que lhe cabiam investigar.

Os alunos desenvolveram um formulário para sintetizar o processo da recolha, organização e registo de informações. Esse formulário foi apresentado nos ecrans dos dados no software Keys88. Um exemplo de um dos formulários preechidos consta da figura 4. Como o exemplo ilustra, cada formulário não só contém informações sob forma de texto em relação a um título particular, como também uma lista de palavras-chave contidas no texto que proporciona ligações entre a informação apresentada ao abrigo deste título e a apresentada sobre um ou mais títulos. Depois de feita alguma investigação suficiente para permitir aos alunos concluirem uma nota de texto e uma lista de palavras-chave para o título, de forma satisfatória, os dados no formulário foram lançados num ecran de dados Keys88. Cada título (com as suas notas de texto e a lista de palavras-chave) passou então a ser um separado ecran de dados no banco de dados sobre Marte.

Ao longo do verdadeiro período de quatro semanas do estudo, os alunos continuaram sistematicamente à busca de mais informações sobre Marte. À medida em que o íam fazendo, voltavam a fazer uma análise contínua, re-sintetizavam e re-avaliavam a informação que tinham recolhido e organizado (exemplos serão apresentados mais tarde na secção dos Resultados e Discussão). Os alunos engajaram-se voluntariamente neste processo. Isso resultou em modificações contínuas às notas de texto e/ou à lista de palavras-chave em cada um dos ecrans de texto no banco de dados do computador, na lista dos títulos de ecran de texto contidos no banco de dados, e também à estrutura geral do banco de dados. A fim de sistematizar a sua re-estruturação do banco de dados, e para os ajudar a reflectir tanto nos processos, como nos produtos de aprendizagem, os alunos foram encorajados pelo professor a modificar continuamente o seu conceito de representações de mapas das estruturas de dados. Os resultados dessas modificações podem ser notadas comparando os mapas de conceito referentes às semanas 3 (fig. 5), 4 (fig. 6) e 5-6 (fig. 7), respectivamente.

Fase 4: Avaliação do Conhecimento dos Alunos Pós-Projecto. Três semanas depois da conclusão do banco de dados, o professor conduziu entrevistas clínicas a sós com cada aluno, onde este foram mais uma vez pedido para dizer tudo o que sabiam sobre o Marte. Depois de os alunos completarem a sua dissertação sobre o tópico, desta forma, o professor colocava uma série de perguntas abertas para descobrir o conhecimento tácito dos alunos sobre Marte. Depois de cada aluno ter conluído a entrevista clínica, era mais uma vez instruído a voltar para a sua carteira e a escrever tanta informação quanto possível sobre Marte. Todos os alunos concluíram cartaz que incluía texto e desenhos. Uma Folha de Dados Resumo, idêntica à fig. 2, que resumia dados da entrevista clínica e um cartaz foram criados para cada criança, pelo professor.

RECOLHA E ANÁLISE DE DADOS: Durante o estudo de seis semanas, foram recolhidos e analisados os seguintes tipos de dados qualitativos:
1. dados de entrevista clínica e do cartaz dos alunos que foram transformados em folhas de dados resumo, tal como na figura 2;
2. o trabalho progressivo dos alunos na produção das estruturas de dados e na construção do banco de dados;
3. a versão final do banco de dados;
4. notas no campo a partir da observação das inter-acções entre os alunos; e
5. formulários de registo de investigação nos quais os alunos registavam, no fim de cada sessão: (a) o que tinham feito numa sessão; (b) o que aprenderam nessa sessão; (c) o que julgavam que precisavam fazer na próxima sessão; (d) o que tencionavam fazer na próxima sessão; e (e) quaisquer outras informações relevantes.

Segundo as perguntas de investigação para este estudo, os dados foram analisados para determinar mudanças (a) na complexidade da estrutura dos dados, (b) no conjunto do conhecimento dos alunos quanto à Marte, e (c) na qualidade do discurso.

Em termos específicos, as mudanças à complexidade da estrutura de dados dos alunos foram determinadas através da análise dos títulos e das ligações de palavras-chave entre títulos para cada versão do banco de dados. Mudanças ao conjunto de conhecimentos dos alunos sobre Marte foram determinadas analisando o progresso que ocorria na conceitualização dos alunos sobre Marte, ao longo do estudo. A análise focou na compreensão conceitual evidente (a) na qualidade e no volume da informação apressentada nas notas de texto, e (b) no grau de integração da informação no banco de dados. As mudanças no conjunto do conhecimento dos alunos quanto ao Marte foram também determinadas comparando o conhecimento dos alunos sobre o planeta antes da criação do banco de dados, com o de 3 - 4 semanas depois da conclusão do banco de dados. A qualidade e o volume da informação manifestada pelos alunos nos períodos pré e pós entrevistas clínicos de banco de dados, foram também comparados.

A análise das mudanças da qualidade do discurso dos alunos foi baseada em (a) nas formas como os alunos partilhavam informações e negociavam significado, e (b) no seu engajamento à partilha e ao avanço ao conhecimento colectivo. Os resultados das três séries de análise foram então integrados por forma a determinar se o facto de o grupo de alunos desenvolverem colaborativamente um banco de dados livre de formato utilizando o software Keys88 estimulava a sua construção de conhecimento.

Primeiro, foram feitas alterações ao número dos títulos. Na estrutura inicial dos dados da segunda semana, 10 títulos constavam da lista (vide figura 3.) Todavia, imediatamente depois de terem iniciado a análise, a sintetização e a avaliação da informação, os alunos ganharam a consciência de que não tinham encontrado informação relevante, nem sobre os habitantes, nem sobre as características do Marte. Como resultado, os títulos correspondentes foram eliminados da lista dos títulos correspondentes à semana 3 (vide fig. 5) reduzindo o número de títulos na semana 3, de 10 para 8.

Depois da recolha, análise, sintetização e avaliação de mais informações na semana 3, o número de títulos foi subsequentemente aumentado de 8 para 13. O aumento foi causado pela re-inclusão de Características na série dos títulos, a criação de dois novos títulos, Luas e Gravidade, e a criação de dois sub-títulos do título Características, Montanhas e Cápsulas Polares (vide figura 6). O título "Características" voltou a ser incluído por causa de novas informações que foram descobertas e também porque os alunos ganharam a consciência de que lhes proporcionava uma variedade de significados efectivos de comparação e contraste de Marte, com o seu planeta Terra. Os dois novos títulos, Luas e Gravidade, resultaram de novas informações que tinham recolhido e avaliado. Os dois novos sub-títulos, Montanhas e Cápsulas Polares, foram incluídos porque os alunos consideravam que as notas de texto sobre o ecran de Características estavam a ficar demasiadamente longas. Eles acreditavam também que porque as Cápsulas Polares e as Montanhas eram características tão importantes no Marte, ambos deviam merecer os seus próprios ecrans de texto.

Em segundo lugar, foram feitas alterações aos relacionamentos estruturais dos títulos. Os títulos na estrutura inicial de dados, da semana 2 (vide figura 3) foram uma série de sub-tópicos colocados na página de forma tal a que parecessem de boa estética para os alunos. Não foi feita qualquer tentativa aberta para organizar os títulos de forma hierárquica ou em qualquer outro tipo de estrutura. Todavia, à medida em que o grupo ia recolhendo, analisando, sistematizando e avaliando novas informações sobre Marte, e voltava a analisar, sistematizar e avaliar as informações existentes sobre Marte, eram feitas mudanças significativas à estrutura dos títulos. Os relacionamentos hierárquicos entre alguns dos títulos começaram a emerger entre as Semanas 3 e 4 (por exemplo, Montanhas e Cápsulas Polares como sub-títulos de características). Além disso alguns dos títulos foram modificados para serem mais inclusivos. Por exemplo, o sub-título "Montanhas" foi modificado para Superfície na semana 5, por forma a que não só informação sobre Montanhas do Marte pudesse ser representado na nota do texto, mas também informação sobre sub-tópicos relacionados tais como vales, crateras e vulcões. As mudanças no número e nos relacionamentos estruturais dos títulos acima descritas são claramente evidentes na figuras 3, 5, 6 e 7.

Em terceiro lugar, foram feitas mudanças contínuas às ligações entre os títulos. O grupo progrediu a partir das etapas iniciais de pouca organização e nenhumas ligações, para um produto final onde ecrans associados de dados eram ligados numa variedade de formas, por palavras-chave numa complexa estrutura de dados. As tentativas anteriores de inclusão de ligações de dados produziram conexões que eram cíclicas, correntes elegantes de natureza e demonstrava pouca evidência de serem orientadas pela informação (vide figuras 3 e 5). A estrutura final de dados (vide figura 7), todavia, demonstra um nível de ligações de dados mais complexo e sofisticado. Na altura em que os alunos estavam a construir final de dados, eles estavam activamente envolvidos no acréscimo de ecrans de dados ao banco de dados computarizado e indicando palavras-chave para cada ecran. Os alunos ganhavam a consciência de que a forma como eles ligavam os ecrans eram muito importantes. Com efeito, decidiram, através de processos de tomadas de decisão no grupo e discussão com o professor, agrupar e ligar ecrans relacionados. Como resultado disso, a estrutura final de dados possui vários ecrans ligados que, em seguida, estabelecem ligações através de outros ecrans ao conjunto do banco de dados. Por exemplo, o título Estabelecimento, que descreve o lugar do Marte no sistema solar, foi considerado como se relacionando estreitamente ao título Tempo, detalhando informações sobre o ponto do ano do Marte e, deste modo, foram estabelecidas ligações entre esses ecrans. De igual modo, os títulos Gravidade e Tamanho foram relacionados e, assim, ligados através de palavras-chave.

Alterações às notas de um ecran de texto tiveram consequências às de outros ecrans. Por exemplo, os alunos decidiram que mais informações eram necessárias, as notas de textos tinham que ser reestruturadas, novas ligações de palavras-chave deviam ser feitas, e etc. Essas mudanças foram também facilitadas pela simplicidade e pela flexibilidade dos procedimentos de lançamento e de interrogação de dados de banco de dados livre de formato que permitiram os alunos modificarem o banco de dados de forma contínua, à medida em que se tornavam mais conhecedores do Marte. As mudanças ao conjunto do conhecimento do grupo são reflectidas de duas formas.

Primeiro, houve um aumento na qualidade e no volume da informação. Uma análise das primeiras versões das notas do texto para cada título parece revelar que a soma total do conhecimento do grupo sobre Marte consistia de informações ligeiras, listas não relacionadas de informação copiada de livros e outros meios. Por exemplo, a primeira versão da nota de texto sobre as Cápsulas Polares não fez muito mais do que revelar que Marte tem, de facto, Cápsulas Polares. Isto contrasta em grande medida com a versão final da nota do texto sobre Cápsulas Polares (figura 8) que revela muito mais informação, como a descoberta das Cápsulas Polares, que foi muito importante pelo facto de ter revelado que Marte não tem água e dióxido de carbono na sua superfície, e que as Cápsilas Polares são suficientemente frias para congelar o dióxido de carbono. Esta nota do texto (e outras que figuras do banco de dados final) indica claramente que até ao fim do estudo, ao alunos tinham convertido todas as informações que haviam recolhido num conjunto de conhecimento de alto nível e aprofundado sobre Marte.

Os aumentos na qualidade e no volume da informação apresentada nas notas do texto dos bancos de dados foram reflectidos nos dados recolhidos a partir de entrevistas clínicas e cartazes. Uma análise dos dados produzidos em entrevistas clínicas pré-projectos e cartazes revelou que os alunos tinham poucos reportórios de conhecimento sobre Marte, e que muito do seu conhecimento não era correcto. Por exemplo, a Megan produziu dezasseis volumes de informação correcta e seis incorrecta; O Tom produziu 12 volumes de informação correcta e 3 incorrecta; o Peter produziu 8 volumes de informação correcta e 3 incorrecta. Todavia, quando os alunos estavam a ser entrevistados e solicitados a completar um cartaz sobre Marte, três semanas após a conclusão do banco de dados, todos os três alunos tinham aumentado a quantidade e o volume de informação que podiam acessar e explorar. A Megan foi capaz de gerar 26 volumes de informação correcta sobre Marte, o Tom 21 e o Peter 14. Além do mais, a qualidade da informação avaliada em termos de correcção, também tinha aumentado. A Megan apenas produziu duas informações incorrectas, o Tom nenhuma e o Perter uma. Esses aumentos na qualidade e no volume da informação que os alunos foram capazes de acessar e explorar nas entrevistas clínicas e nos cartazes, proporcionam outra evidência de que até ao fim do estudo os alunos tinham convertido muita das informações que recolheram num conjunto de conhecimento de alta qualidade e aprofundado sobre Marte.

Em segundo lugar, houve um aumento no nível de integração entre os volumes de informação. A informação apresentada nas primeiras séries das notas do texto tendia a ser mais fragmentada e não relacionada à natureza. Todavia, à medida em que os alunos voltavam a fazer nova análise, sintetização e avaliação da informação que recolhiam e organizavam, a integração da informação entre as notas aumentava. Por exemplo, registou-se um alto nível de integração entre as informações contidas nas notas finais do texto sobre Estabelecimento e Tempo (vide figura 8). Nas notas Estabelecimento, os alunos salientaram que porque Marte fica mais longe do Sol, leva mais tempo a percorrer a distância à volta do Sol, do que a distância à volta da Terra. Esta informação é relacionada à informação contida nas notas Tempo, explicando porque o Marte tem um período anual mais longo do que a Terra. A integração de informações é também constatada nas notas sobre Tamanho e Gravidade, onde se indica que porque a massa do Marte é de 0,11 mais do que da Terra, a força da gravidade no Marte é muito menor do que a da Terra. O alto nível da integração de informações evidentes nestas duas notas do texto indicam que até aos finais do estudo, os alunos já se encontravam a um nível bem avançado para um entendimento aceitável da ciência em como a gravidade é influenciada pela massa e pela distância.

O aumento no grau de integração entre os volumes de informação foi também reflectido nos dados de entrevista clínica. A informação apresentada nas entrevistas pré-projecto não tinha qualquer relação ou conexão. Todavia, os dados de entrevista pós-projecto revelaram que a Megas e o Tom tinham convertido as informações que recolheram em reportórios bem integrados, para a sua idade e experiência, de conhecimento sobre Marte. Essa integração foi manifestada pela forma através das quais os alunos ligavam a informação dada à resposta a uma pergunta à informação acessada e explorada durante a resposta de perguntas anteriors. Os dados de entrevista pós-projecto referentes ao Peter, indicavam que o seu reportório de conhecimento sobre o Marte continha pedaços de informação não integrados.

Nas semanas 1 e 2 cada aluno tendia a regurgitar as informações que recolhiam e muito pouca negociação do significado acontecia. Todavia, nas semanas 3 a 6, cada aluno envolveu-se numa re-elaboração contínua das suas notas de texto para que as informações pudessem ser significativamente ligadas e integradas com as informações contidas nas notas do texto investigadas e verificadas pelos outros dois alunos. Evidentemente, isto significava que os alunos tinham a necessidade de negociar o significado com os outros membros do grupo. A negociação do significado estava claramente evidente no processo que a Megan desenvolveu para a redacção do projecto final de uma nota de texto originalmente verificado por Peter ou Tom. Primeiro, a Megan leu as notas do texto do Peter ou do Tom. Em seguida, pediu que o Peter ou o Tom esclarecesse aspectos das notas que não compreendia na totalidade ou que pensava serem inconsistentes ou incorrectas. Depois disso, lançava-se na tarefa de re-escrever as notas. Seguidamente, ela voltava ao escritor original para garantir que a sua redacção estavam consistente em termos factuais, com a nota do texto original. O processo era repetido até que a Megan e os rapazes ficassem satisfeitos com o projecto final. Esta negociação cíclica de significado foi replicada a um nível menor nas inter-acções entre Peter e Tom, quando este último ensinou e ajudou o Peter a escrever as suas notas iniciais do texto. De igual modo, muita negociação de significado também ocorreu durante a reestruturação do conceito de representações de mapas das suas estruturas de dados desde a 3ª a 6ª semanas.

O engajamento dos alunos na partilha e no avanço do conhecimento do colectivo, também mudou ao longo do estudo. Uma análise do seu discurso durante as primeiras 2 semanas e meia indicava que na sua maioria parecia estar focada na busca e na partilha de "factos". Isso foi reflectido nos registos de investigação que cada aluno escreveu durante esse período. Respondendo às perguntas, "O que fizeste nesta sessão?", "O que descobriste?", e "O que deves fazer?", as reflexões dos alunos pareciam indicar que o seu discurso durante aquelas sessões centrava-se principalmente em torno de meios para obter mais informações sobre o Marte e/ou de partilhar as informações que tinham descoberto. Havia pouca evidência do que Bereiter (1994) se refere como uma busca colectiva da compreensão. Todavia, volvidas 5 a 6 semanas, o foco do seu discurso tinha mudado para a procura de significados e a produção de conhecimento - matérias que podiam ser discutidas, testadas, comparadas, modificadas, etc. A qualidade do discurso dos alunos (por exemplo, quando ligavam a informação sobre o tamanho e a gravidade, ou quando ligavam a informação sobre o tempo e o panorama) indicava que, de facto, tinham passado a ser uma comunidade de construção de conhecimentos que via no projecto uma oportunidade para aprofundar a compreensão do tópico em investigação. Esta opinião foi reflectida nos formulários de registos de investigação preenchidos pelos alunos até 5 a 6 semanas. Nós consideramos que o software Keys88 facilitou essas mudanças (a) encorajando a construção de representantes e integrações de conhecinto de mais alta ordem, e (b) permitindos aos alunos verem o seu trabalho em termos de suas contribuições ao avanço do conhecimento do grupo.

O êxito aparente deste empreendimento pode, provavelmente, atribuir-se a quatro factores. Primeiro, o banco de dados livre de formato proporcionou às crianças suportes para judar no processo de contrução colectiva de conhecimentos. Por exemplo, a estrutura do banco de dados livre de formato, com os seus ecrãs de texto ligados por palavras-chave contidas dentro das notas do texto, obrigou os alunos a reorganizarem continuamente, reintegrar e fazer sentido de toda a informação que recolhiam. Em segundo lugar, a natureza flexível e de fácil operação dos procedimentos de registo de dados e de interrogação do software do banco de dados livre de formato, permitir os alunos fazerem uma modificação contínua do banco de dados, à medida em que íam dominando melhor a sua compreensão da informação sobre Marte. A investigação extensiva das diferenças entre peritos novatos indicam-nos que peritos organizam o seu conhecimento de forma diferente que os novatos (Ericson & Smith), 1991). Recionalmente, pode esperar-se que os novatos reconheçam a sua base de conhecimento, de tempos a tempos, à medida em que a sua compreensão se vai aproximando à de peritos. O software do banco de dados livre de formato permitiu aos alunos reconhecerem facilmente o banco de dados externo por forma a reflectir correctamente a natureza e a qualidade da sua actual base de conhecimento. Em terceiro lugar, o desenvolvimento colaborativo do banco de dados livre de formato proporcionou um contexto que apoiou o estabelecimento e a manutenção de uma comunidade de construção de conhecimentos e, deste modo, o principal foco, não é a conclusão do projecto, mas o aprofundamento da compreensão colectiva do grupo. Em quarto lugar, ao longo do projecto, os alunos receberam muito suporte, sem dúvida que contribuiu imensamente ao aparente sucesso do esforço.

Este estudo revelou também que o facto de os alunos trabalharem colaborativamente num grupo para gerar um banco de dados informativo livre de formato, foi uma forma muito efectiva para estabelecer uma "comunidade de construção de conhecimentos" (Bereiter 1994).

Durante o estudo, os alunos dessenvolveram comportamentos tais como fixação partilhada de metas partilha de informações, negociação de significado, negociação de tarefa, ao mesmo tempo que aprenderam a valorizar os esforços individuais dos outros, ou do grupo. De igual modo, o seu foco primário até ao fim do estudo foi sobre a produção de matérias de conhecimento (por ex., ideias ou interpretações) que poudessem ser discutidas, testadas, comparadas, modificadas, etc..., em vez da compilação de "factos" sobre Marte. Os processos e os produtos dos esforços dos alunos eram, consequentemente, plenamente consistentes com os de uma comunidade de construção de conhecimentos. Estas constatações têm várias implicações importantes para o ensino da ciência na escolas elementares, e para futura investigação nas aplicações da tecnologia de informação no ensino da ciência.

IMPLICAÇÕES PARA O ENSINO DA CIÊNCIA: A maior parte do actual trabalho em projecto da ciência, que ocorre em salas de aula elementares, pode ser caracterizada como sendo a compilação e apresentação simples e rotineira de informações que os alunos terão copiado de livros, outro material escrito, notas do professor no quadro, ou comentários feitos pelo professor. Assim, grande parte do trabalho de projectos de ciência é encarada pelos alunos como sendo algo que deve ser concluído, em vez de uma oportunidade para aprofundar a compreensão do grupo, do tópico em investigação. Todavia, segundo Cohen (1994) e Scardamalia e Bereiter (1989), muito pouca construção de conhecimento, ou edificação de conhecimento terá lugar dentro de grupos pequenos, a menos que os alunos encarem uma tarefa de aprendizagem de grupo como uma actividades para aprofundar a compreensão do grupo, do tópico em investigação. Com efeito, não surpreende muito que pouca construção de conhecimento ocorra na maioria dos projectos da ciência escolar.

Este estudo constatou o facto de um pequeno grupo de alunos do ensino elementar gerar colectivamente um banco de dados livre de formato a partir da informação que receberam e organizaram, era uma forma muito eficaz de facilitar a construção de conhecimentos durante um projecto de ciência. Isso implica que o trabalho da ciência em projectos que envolve a aplicação do sftware de banco de dados llivre de formato (como Keys88 e Hypercard) poderia beneficiar em grande medida os alunos elementares particularmente se os projectos pretendem facilitar a construção de conhecimentos e o estabelecimento e manutenção de comunidades de construção de conhecimentos. Por outro lado, as constatações implicam que os alunos podem responder efectivamente aos desafios colocados num projecto desta natureza e, por conseguinte, que são capazes de processar, apliando técnicas similares, informações recolhidas durante trabalhos de biblioteca, excursão no campo, visitas a museus, etc.

Uma dessas questões é de se os vários de aprendizagem e de motivação dos alunos se atribuiam principalmente à formação do banco de dados computarizado, ou às estratégias investigativas do grupo introduzidas aos alunos no estudo. Um trabalho levado a cabo por Sharon e Shactar (1988), envolvendo turnos de aprendizagem cooperativa, produziu resultados idênticos aos deste estudo indicando, deste modo, que este último pode ter sido a principal razão para os elevados níveis de construção de conhecimentos demonstrados pelo nosso grupo de alunos. Um estudo comparativo entre um grupo de alunos utilizando estratégias de investigação de grupo e papel e lápis (i.e. sem um banco de dados computarizado livre de formato) e um outro utilizando estratégias de investigação em grupo e software de banco de dados computarizado livre de formato, mostra que este último devia ser considerado no futuro.

Dois dos alunos no actual estudo de aproveitamento médio ou acima da média. O terceiro aluno (Peter) tinha limitações nas abilidades de leitura, escrita e investigação. Mesmo assim, ele possuía boas capacidades analíticas que utililzou efectivamente ao longo do estudo. Todavia, um dos grupos de alunos que mais precisavam de desenvolver a capacidade de construir conhecimentos colectivamente no ensino elementar é o que tem capacidades intelectuais abaixo da média (Reiss, 1993). Com efeito, uma outra questão que deve ser investigada numa oportunidade futura, é de se a geração colaborativa de bancos de dados computarizados livres de formato seria efectiva na facilitação da construção de conhecimentos e/ou no estabelecimento de comunidades de construção de conhecimentos com grupos de alunos de capacidade intelectual abaixo da média. Outra questão ainda é a de se os bancos de dados livres de formato multimédia, não envolvendo unicamente notas de texto e lilgações de palavras-chave, mas também gráficos, animação e ligações icónicas, seriam mais eficazes na facilitação da construção de conhecimentos e no estabelecimento e na manutenção de comunidades de construção de conhecimentos do que bancos de dados livres de formato que são baseados em softwares, tais como o Keys88, que apenas possibilitam a produção de bancos de dados de notas de texto e de ligação de palavras-chave.

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AUTHOR: ROD NASON, PETER LLOYD, AND IAN GINNS
ROD NASON, PETER LLOYD, AND IAN GINNS Centre for Mathematics and Science Education Queensland University of Technology Locked Bag 2, Red Hill, Queensland 4059, Australia R.Nason@Qut.edu.au

NOTA DO AUTOR: Os autores gostariam de agredecer os Directores, bem como os alunos e professores das turmas em estudo na Anglo-Chinese Primary School (Barker Road) e na Clementi Town Primary School. Os nossos agradecimentos sao tambem estensivos a Hector Chee, Siew Kong Wai, e Terry Tan pelos seus contributos so ensino da solucao de problemas de palavras.

FONTE:The Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching 17 no4 355-80'98. O publicador da revista e o dententor dos Direitos do Autor deste artigo e eproduzido com autorizacao.