Ensinando ciências: estamos fazendo de forma errada| Danny Doucette | TEDxRiga

O mundo precisa de cientistas e engenheiros mais do que nunca, mas o que se faz hoje para conseguir isso é retrógrado e ineficaz. Baseado em sua pesquisa e em sua experiência, o professor de física do ensino médio Danny Doucette nos desafia a repensar o ensino de ciências nas escolas.

Como professor de física e de matemática, Danny procura entender por que aprender ciências é difícil para os alunos e trabalha para desenvolver melhores formas de aprendizado. Ele acredita que o pensamento científico capacita todas as pessoas a entender melhor o seu mundo.

Esta palestra foi dada em um evento TEDx, que usa o formato de conferência TED, mas é organizado de forma independente por uma comunidade local. Para saber mais visite http://ted.com/tedx

Eu sou professor do ensino médio;

não estou acostumado a ter uma sala cheia
prestando atenção ao que digo.

(Risos)

Quem aqui, quando estava na escola,
gostava de estudar ciências?

Nada mau.

Agora, nesta última semana,

quem aqui usou algo que aprendeu
nas aulas de física, no seu cotidiano?

Certo, temos alguns, mas não muitos.

Então, acho, como professor,

não estou tendo muita influência
na vida dos meus alunos,

e isso é um problema.

Gostaria de iniciar contando
a história de Zaya.

Zaya foi minha aluna
na Mongólia, há sete anos.

Ela tinha 14 anos naquela época.

Zaya era uma menina tranquila,
estudava muito,

e sempre tinha uma palavra
gentil para os amigos.

Zaya acreditava em OVNIs.

Seu avô falava que ele tinha
sido abduzido várias vezes

e se tornou famoso por suas pinturas
retratando essas abduções.

Na época em que a conheci,
Zaya descobriu a Internet

e começou a aprender mais sobre
as teorias da conspiração.

Com o tempo, ela começou a suspeitar

que o governo local, o governo nacional

e mesmo a economia mundial estavam
sob o comando de homenzinhos verdes.

Isso é o que acontece,

quando uma adolescente
que não pensa de forma crítica,

tem acesso à internet.

Num mundo em que há
sérios desafios à nossa frente:

aquecimento global, avanços na saúde

a tecnologia evoluindo
a uma taxa cada vez mais rápida.

Para que a sociedade possa lidar com isso,

vamos precisar de uma população
cientificamente alfabetizada.

Ao mesmo tempo,

se você usa o pensamento
crítico e científico em sua vida,

estará capacitado para entender
melhor o mundo.

Mas, como no caso de Zaya,

nós, professores, não estamos ensinando
os alunos a pensar de forma crítica.

Não estamos ensinando alunos

a usar as ideias científicas,
para dar sentido à vida deles.

A maioria de nós reconhece
que precisamos melhorar,

mas, ao mesmo tempo,

muitas de nossas conversas
são dirigidas a coisas erradas.

Muitas pessoas parecem pensar

que poderíamos fazer as crianças
adorar ciências e ser boas nela,

se pudéssemos mostrar

explosões e demonstrações maravilhosas.

Então, vamos apresentar
uma demonstração maravilhosa.

(Aplausos)

Tenho um frasco
e existe um catalisador aqui.

Este frasco contém peróxido de hidrogênio
com um pouco de detergente comum.

Vou derramar aqui dentro.

E temos este efeito legal.

O que acontece aqui,

é que o peróxido de hidrogênio está
sendo dividido pelo catalizador,

transformando-se em água
e liberando o oxigênio.

Por causa do detergente na mistura,

o oxigênio está ficando preso
nas bolhas e temos um monte delas.

Este efeito vai durar
uns 10 minutos ou mais.

Espero que vocês não se distraiam muito,
e não prestem mais atenção em mim.

Certo, isso é tudo muito legal,

você fica mais curioso
em relação ao mundo?

Isso faz você imaginar
por que o céu é azul,

como o motor do carro funciona,

ou por que as tartarugas têm
aqueles desenhos legais na carapaça?

Não, certamente não.

Quer dizer, perguntas como essas tornam
você curioso, mas não tenho certeza

que este tipo de demonstração
vá fazer muito pelos alunos.

A menos que se possa usar as demonstrações

para estimular a curiosidade
ou para ensinar o pensamento crítico,

essas demonstrações
serão apenas enganação,

num mundo que precisa de gente
capaz de pensar de forma crítica.

O segundo erro que cometemos

é supor que ciência é algum tipo
de conjunto de conhecimentos.

Se ciência for um conjunto
de conhecimentos,

então as escolas serão empresas

que decidirão se os alunos
aprenderam esse conhecimento.

Existem duas ferramentas para fazer isso.

A primeira são as questões
de múltipla escolha.

Que cor produzirá a melhor resolução

num telescópio ótico ou num microscópio?

Há quatro respostas erradas e uma certa.

Que tipo de usinas devem ser construídas
para fornecer energia elétrica?

Não há lugar para sutilezas,
esclarecimentos ou explicações.

Quantos cromossomos os humanos têm?

Não há exceções, existe apenas a resposta.

Qual dessas definições aqui formuladas

é a definição correta de energia?

É quase que um teste
de compreensão de leitura.

Qual é a estrela mais próxima?

Não se pode avaliar a capacidade
das crianças fazerem as perguntas certas,

de formular uma hipótese,
de conduzir um experimento,

ou de dar sentido às suas vidas
com um teste de múltipla escolha.

A outra técnica que temos
é a formulação de questões científicas.

Os problemas da ciência
simulam situações da vida real,

nas quais os alunos aplicam
seus conhecimentos científicos.

Aqui está um exemplo.

Massa de 5 quilogramas,

aceleração de 2 metros
por segundo ao quadrado,

e sabemos que força
é massa vezes aceleração,

então, quanto vale a força?

Quando os alunos veem
um problema como este,

dizem: "Qual equação devo usar?

Que definições devo usar?

Quais ideias eu deveria
escrever no papel?",

e eles param de pensar.

Esses problemas não oferecem
nenhuma avaliação significativa

da capacidade de uma criança
de aplicar o conhecimento científico.

Eles não passam de um teste

para mostrar se os alunos sabem
ou não resolver este tipo de problema.

Então, testes científicos
não são bons, certo?

Mas e daí?

O problema é que esses testes
funcionam como portais

para impedir que os alunos se formem,

permitir que entrem na universidade,

e para permitir que recebam
o treinamento necessário.

Como resultado, há uma tremenda pressão

nos alunos, famílias e professores

para prepará-los para esses testes.

Estamos nos concentrando na coisa errada,
esses testes são o objetivo errado.

Se houver algo mágico ou significativo
em ciências no início do ano,

desaparecerá em dezembro.

Eis como são as coisas.

Educação em ciências não está funcionando.

Estamos tentando explosões
que não funcionam,

e triturando as crianças por meio
de testes que não nos dizem nada.

Tenho outra demonstração para vocês.

Esta é melhor.

Uma caixa misteriosa, por favor, observe.

Agora que você vê isso,
quem tem uma pergunta?

Quem está curioso sobre isso?

Quem quer subir ao palco,

puxar uma dessas cordas
e ver o que acontece?

Sim, esta é a reação
que queremos dos alunos!

Queremos que sejam curiosos.

Quando apresento esta caixa aos alunos,
eles pedem: "Mostre-nos por dentro!"

Mas nunca farei isso.

Está lacrada, é claro.

Assim como a ciência, a caixa
não tem a ver com respostas,

não se tem acesso a alguma
espécie de verdade universal.

Tudo o que se tem são perguntas.

Digo aos alunos que eles podem
fazer a sua própria caixa misteriosa,

e você também pode fazer.

Se sua caixa funcionar
como a minha,

então, parabéns, você conseguiu.

Mas nunca vou mostrar o que tem nela.

É uma demonstração científica, certo?

Mas, a maior parte do aprendizado
em ciências é um pouco mais difícil,

então, vamos a mais uma demonstração.

Uma bola de plástico branco e um ímã.

A bola de plástico branco
não é atraída pelo cobre,

mas, o ímã também não porque
o cobre não é ferromagnético.

Se os jogarmos pelos tubos,

aí está a bola de plástico,
mas onde está o ímã?

Aí está.

Então, o que aconteceu?

À medida que o ímã cai, o tubo sente
uma mudança no campo magnético.

Exatamente como num dínamo ou num gerador,

a mudança no campo magnético
cria uma corrente elétrica.

E como o ímã cai verticalmente,

a corrente vai fluir em círculos;

esses círculos são chamados
de correntes parasitas.

Da mesma forma que a corrente
num fio cria um campo magnético,

as correntes parasitas também
criarão um campo magnético.

O campo magnético criado aqui

estará no sentido oposto

ao do campo magnético do ímã.

Portanto, à medida que cai,

o ímã será repelido por um campo
que ele mesmo está criando.

Como resultado, o ímã cai mais devagar.

Agora que você viu a demonstração,

ouviu a explicação

e viu algumas figuras,
você entendeu, certo?

Bem, vamos testar a sua compreensão.

Pegarei o imã,

virarei de cabeça para baixo e soltarei.

Ele cairá mais rápido, mais devagar
ou na mesma velocidade?

Mesma velocidade.

A situação é complexa. É difícil.

Indução eletromagnética é um assunto

que, quando eu ensino, levo
horas trabalhando com os alunos.

Fazemos exercícios, construímos
modelos e os implantamos.

Compreender as ideias em ciências

leva tempo, esforço e, é claro,
demanda uma educação cuidadosa.

A técnica que uso quando leciono
se chama ensino de modelagem.

A modelagem simula como os cientistas
adquirem o conhecimento

e isso funciona muito bem.

Gostaria de mostrar.

Começaremos com uma experiência.

Os alunos têm que encontrar a relação

entre duas variáveis
meticulosamente restritas.

Depois, vamos nos encontrar na aula

e juntar nossas descobertas
para criar um modelo.

Como foram os alunos que criaram o modelo,

não é mais a lei da gravitação de Newton,

é a lei de Anna ou lei de Ivan
ou a lei de Alexander.

Eles têm direitos sobre ela, é deles.

Depois, vamos pegar o modelo
e aplicá-lo ao mundo real.

Finalmente, podemos pegar o modelo,
retirar as restrições

e ver que ele não funciona mais.

O que nos permite criar
um modelo novo, mais geral.

Este enfoque de aprendizagem
realmente funciona;

a investigação é clara neste aspecto.

Vai exigir tempo e esforço

reciclar professores para ensinar
de forma mais eficaz.

Mas, a parte boa é

que não é nem difícil e nem caro.

Uso muito o quadro branco inteligente.

Trago o quadro e os alunos
devem proporcionar a inteligência.

Quando quero que os alunos desenvolvam
uma habilidade, ofereço uma coisa real

e é assim que os mantemos comprometidos.

Na última semana, estavam
com uma bexiga com água,

foram ao segundo andar
e a seguraram na janela;

eles precisavam prever,
quando soltassem a bexiga,

comigo andando debaixo da janela,

se cairia na minha cabeça.

Vamos ver.

(Inicia o vídeo)

Lá vai ela.....caíndo..

Na mosca.

(Risos)

Podem ver como eles estão
felizes lá em cima.

(Risos) (Aplausos)

Obrigado.

Voltemos à Zaya.

Ela estava se tornando
cada vez mais paranoica

e preocupada com OVNIs.

Minha obrigação era

fazê-la aplicar o pensamento científico,
que estava aprendendo nas aulas,

às ideias sobre OVNIs
e teorias da conspiração.

Aos poucos, ao longo do ano,
ela começou a voltar atrás em suas ideias.

No final do ano, ela já era
uma menina normal novamente.

A ciência e a forma científica de pensar

deu a ela um melhor entendimento
do seu próprio mundo.

Imagine se pudéssemos aprender ciências,

com os alunos tendo aulas dinâmicas,
práticas e significativas.

Imagine se todos pudéssemos aprender
a pensar de modo crítico e científico.

Mas, falta um detalhe muito importante.

As provas.

Aqui na Europa e em todo o mundo,

estamos apostando, cada vez mais,
em testes padronizados.

Cada minuto que os alunos gastam
aprendendo a fazer perguntas,

fazer experiências,
e pensar como cientista,

é um minuto que não estão usando
para se preparar para as provas.

Qualquer mudança que fizermos
ao ensino de ciências

precisará começar com uma mudança
na política de avaliação científica.

Há alternativas a esses testes horríveis:

projetos, tarefas em aberto, grupos,
laboratório normal e virtual, portfólios.

Se você for um educador, busque isso!

Elas foram testadas, foram usadas

por décadas.

Não sei por que não as usam, é loucura.

Estou aqui porque quero
apelar aos líderes em ciências

aqui e em todo o mundo,

para voltar atrás nesses
testes padronizados,

procurar e considerar seriamente
outras formas de avaliação.

Tenho um recado para vocês também
e especialmente para os alunos.

Ciência é muito mais que provas.

Se você usar a ciência
no seu modo de pensar

e se puder aprender a pensar
de modo crítico e científico,

você será uma pessoa
mais inteligente e mais útil.

Podemos aprender a pensar
de modo científico e crítico

e, assim, exigir das escolas,
do sistema educacional,

e de você mesmo.

E, mais relevante,

não deixe que as provas digam
o que é importante para você.

Aprender ciências é difícil,
mas também é muito importante.

Acho que estamos fazendo da forma
errada e que podemos fazer melhor.

De fato, acho que "devemos" fazer melhor.

Muito obrigado.

(Aplausos)