1. Agradecimentos: Este trabalho foi suportado parcialmente pela Comunidade Europeia através do PRODEP e
POS-Conhecimento, da Direcção-Geral de Inovação e de Desenvolvimento Curricular do Ministério da Educação e ainda através da
atribuição da bolsa de Doutoramento (SFRH/BD/44889/2008) a Sérgio C. Leal.
e-lab potencia o ensino/aprendizagem das ciências
Sérgio C. Leal1,2, Horácio Fernandes3, Rafael Henriques3, João Paulo Leal1,4
1Departamento de Química e Bioquímica, FCUL, Campo Grande, 1749-016 Lisboa
2Escola Secundária com 3.º ciclo Padre António Vieira, R. Marquês de Soveral, 1749-063 Lisboa
3DInstituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Técnico, Avenida Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa
4 Unidade de Ciências Químicas e Radiofarmacêuticas, ITN, 2686-953 Sacavém
sergioleal20@gmail.com, hf@ipfn.ist.utl.pt, henriquesrb@gmail.com, jpleal@itn.pt
Introdução Objectivos
Resultados
Bibliografia
Descrição
Conclusão
O e-lab é um espaço onde podem ser realizadas experiências reais através da Internet.
As experiências estão montadas e instaladas fisicamente num laboratório do Instituto Superior Técnico. A
experiência é controlada pelo seu administrador, que não é mais do que o primeiro membro da lista de espera
dos utilizadores interessados em realizá-la. Qualquer membro desta lista de espera pode receber os dados
experimentais, permitindo por exemplo que um professor realize a experiência e os seus alunos recebam em
simultâneo a imagem e os seus dados, apesar de poderem estar em locais fisicamente distantes.
A plataforma e-lab é um laboratório real controlado remotamente e totalmente robotizado que permite a
recolha de dados reais de diversas experiências, disponível 24 h por dia e que pode ser utilizado por alunos e
professores em qualquer lugar, desde que providos de um computador com ligação à Internet e com o
QuickTime media player ou o VLC media player e o Java Web Start instalados [2-5].
Os dados das experiências e a imagem dos acontecimentos (vídeos) são captados por meio de sensores
conectados, directa ou indirectamente, a um computador central, de onde são difundidos através da Internet.
Em cada sala de controlo, que corresponde a uma determinada experiência, é sugerido um protocolo
experimental, bem como as explicações e análises dos dados. Cada sala de controlo dispõe, também, de uma
sala de conversação onde todos podem tecer comentários e trocar informação sobre a experiência e sobre a
análise dos dados.
[1] S. C. Leal, J. P. Leal, H. Fernandes, e-lab platform: promoting students interest in science, INTED 2010 Proceedings, ISBN 978-84-
613-5538-9, L. Gómez Chova, D. Martí Belenguer, I. Candel Torres (Eds.), pp. 2810-2819, Valencia, 8-10 Março, 2010. International
Association of Technology, Education and Development IATED, Valencia.
[2] S. Leal, A. Silva, M. Faustino, A Química Orgânica no Ensino Secundário: percepções e propostas, Dissertação de mestrado inédita,
Aveiro, 2006.
[3] S. C. Leal, H. Fernandes, J. P. Leal, Laboratório virtual e-lab: uma plataforma de ensino das ciências, XIII Encontro Nacional de
Educação em Ciências Proceedings, ISBN 978-989-95831-2-2, Escola Superior de Educação, Instituto Politécnico de Castelo Branco
(Eds.), pp. 1557-1560, Castelo Branco, 24-26 Setembro, 2009. Escola Superior de Educação, Instituto Politécnico de Castelo Branco,
Castelo Branco.
[4] S. C. Leal, J. P. Leal, Pedagogical material that promotes students interest in science, 6th International Conference on Hands-on
Science Proceedings, ISBN 978-989-95095-5-9, Costa MF, Darrío BV, Patairiya MK (Eds.), pp. 161-164, Ahmedabad – Índia, 27-31
Outubro, 2009. Science City, Ahmedabad – Índia.
[5] S. C. Leal, J. P. Leal, Why are students not attracted by physics and chemistry?, Edulearn09, ISBN 978-84-612-9802-0, L. Gómez
Chova, D. Martí Belenguer, I. Candel Torres (Eds.), pp. 4019-4022, Valencia, 6-8 Julho, 2009. International Association of Technology,
Education and Development IATED, Valencia.
[6] S. C. Leal, J. P. Leal, H. Fernandes, e-lab: a valuable tool for teaching, 7th International Conference on Hands-on Science Proceedings,
ISBN 978-989-95095-6-6, M. Kalogiannakis, D. Stavrou, P. G. Michaelides (Eds.), pp. 89-93, Rethymno (Creta) – Grécia, 25-31 Julho,
2010. University of Crete, Rethymno-Creta – Grécia.
Após a realização de um estudo preliminar [1], verificou-se que o e-lab é uma ferramenta de ensino que possui
ambas as valências necessárias para melhorar o processo ensino/aprendizagem de ciências, segundo Leal [2],
que são o recurso a tecnologias de informação e comunicação e a trabalho laboratorial.
A plataforma e-lab é uma ferramenta de ensino e-learning, que permite aos alunos de vários níveis de ensino
consolidarem os seus conhecimentos no domínio científico e, consequentemente, desenvolverem as suas
competências científicas [1]. O objectivo fundamental do projecto e-lab é contribuir para inverter a
desmotivação dos alunos para o ensino das ciências, em particular da Física e da Química.
Objectivos específicos:
Apoiar os alunos na compreensão e sistematização de conhecimentos científicos, na preparação para
testes e exames e na realização de trabalhos académicos;
Disponibilizar aos professores uma ferramenta de apoio ao ensino, assente no potencial das tecnologias
de informação e comunicação;
Apoiar os alunos e professores de países de língua oficial portuguesa na aquisição de conhecimentos e
preparação de aulas.
Criar e disponibilizar na Web conteúdos científicos das principais áreas de conhecimento.
O estudo de acessibilidade
permitiu evoluir a nova interface
do e-lab para algo mais
interactivo e intuitivo.
Tendo em conta a falta de motivação e desinteresse dos alunos para com disciplinas científicas, como a Física
e a Química, que se tem vindo a verificar [2], urge inverter este processo através de metodologias de ensino
actuais e contextualizadas cientificamente, contribuindo desta forma para o aumento da cultura científica
dos indivíduos, imprescindível para a nossa actual sociedade científica e tecnológica.
Em exploração no Instituto Superior Técnico desde 2001, o e-lab sofreu recentemente um estudo de
usabilidade, oferecendo atualmente uma interface mais simples e intuitiva de utilizar, permitindo uma
facilidade de acesso imediata à experiência que se pretende utilizar. Os conteúdos de suporte à utilização do
e-lab encontram-se no portal e-escola (http://www.e-escola.pt/elab.asp). Tendo sido utilizado nas disciplinas
básicas de Física do primeiro ciclo do ensino superior, recentemente foi criada uma extensão dos conteúdos
alargada ao ensino básico e secundário, com algumas experiências e respectivos conteúdos on-line
adaptados para o efeito.
A plataforma e-lab visa promover o e-learning como parte integrante no ensino ao longo do tempo,
complementando os métodos tradicionais de ensino. Pretende-se apoiar os alunos na aprendizagem das
ciências, estimulando uma cultura científica que terá um impacto importante não apenas nas suas
capacidades cognitivas, mas também no seu futuro como profissionais na área científica.
Existem mais de dez experiências disponíveis na plataforma e-lab e quatro delas já foram alvo de um estudo
preliminar realizado por quinze professores de Física e Química que leccionavam na região de Lisboa no ano
lectivo 2008/2009, no âmbito de uma formação contínua acreditada realizada nas instalações do IST nos
finais de 2009, a saber: Fig. (i) Pressão Vs Profundidade – Lei da hidrostática (P Vs h); Fig. (ii) determinação da
aceleração da gravidade da Terra (g); Fig. (iii) tratamento estatístico de dados através do lançamento de
dados (Dados); e Fig. (iv) Pressão Vs Volume – Lei de Boyle-Mariotte (PV = k).
Os melhores sistemas educativos compreendem que a qualidade dos professores é o factor mais influente na
melhoria dos resultados escolares. Contudo, o seu desempenho tem de ser apoiado continuamente quer ao
nível da formação quer na motivação. Grande parte da motivação do docente advém do estímulo gerado
pelos seus alunos. Ora, na sociedade actual, a motivação dos estudantes passa pela utilização de tecnologia
emergente, pois cedo tomam contacto com ela. A utilização de recursos on-line tem um impacto
preponderante nessa motivação e grande parte dos estudantes, quando têm acesso à Internet, optam cada
vez mais por estudar recorrendo a esses conteúdos em detrimento do livro clássico. O paradigma do
tutor/livro está a ser alterado pelo recurso a aulas e/ou filmes on-line onde a informação é concisa e
concentrada, dando ao estudante um maior grau de liberdade na escolha dos recursos e contextos on-line
usados para aprender.
Após a formação contínua que foi base do estudo preliminar, os professores envolvidos responderam a um
questionário colocado na plataforma Moodle, numa disciplina colocada para o desenvolvimento da acção de
formação, alguns dos resultados obtidos são apresentados nas tabelas seguintes.
A utilização da plataforma e-lab Classificação média de 1 a 5
Relevância para o processo ensino/aprendizagem 4.0
Facilidade na utilização das aplicações pelos alunos (interface com o utilizador) 3.1
Facilidade na utilização das aplicações pelos professores (interface com o utilizador) 3.5
Facilidade em instalar o software da interface e-lab, incluindo o QuickTime ou o VLC media player e o Java Web
Start
3.6
A utilização da plataforma e-lab em sala de aula Classificação média de 1 a 5
As Atividades Laboratoriais (Als) do e-lab são relevantes para o currículo do ensino básico 2.6
As ALs do e-lab são relevantes para o currículo do ensino secundário 4.8
É exequível recorrer às ALs e-lab na aula 4.0
Solução facilitadora de aprendizagens 3.9
Se a plataforma e-lab fosse disponibilizada a todas as escolas recomendaria a sua utilização 4.4
Quanto tempo dedicou, em média, na realização de
cada AL e-lab com os seus alunos (obtenção de
dados experimentais em sala de aula)?
%
Menos de 45 minutos 13
Entre 45 minutos e 90 minutos 25
Mais de 90 minutos 63
Quanto tempo dedicou cada aluno, em média, no
tratamento de dados de cada AL e-lab?
%
Menos de 1 hora 25
Entre 1 hora e 2 horas 25
Entre 2 horas e 4 horas 38
Mais de 4 horas 13
Constatou-se dos resultados obtidos do estudo preliminar realizado, que a plataforma
e-lab é um recurso e-learning de grande valor didáctico/pedagógico que possibilita a aquisição de
conhecimentos científicos, bem como o desenvolvimento de competências científicas de alunos do ensino
básico e secundário, facto corroborado pela totalidade dos professores inquiridos [1].
O facto da própria plataforma possuir os recursos necessários à preparação, exploração e execução das
várias experiências é uma mais-valia para que os professores possam trabalhar com os alunos, no contexto
de sala de aula e/ou e-learning, competências científicas tais como a utilização de vocabulário científico
adequado, a análise e/ou construção de gráficos de acordo com os resultados obtidos pela realização da
experiência e-lab, bem como a utilização de outras linguagens simbólicas (gráficos, expressões matemáticas,
...), entre outras.
Fig. (i) Fig. (ii) Fig. (iii) Fig. (iv)