abrir - SINECT

METODOLOGIA DE ENSINO DE BIOLOGIA RELACIONADA À
TEMÁTICA BIOTECNOLOGIA
Wagner Andre Fagundes – [email protected]
Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO), Curso de Ciências Biológicas,
Guarapuava – Paraná
Gabriela Ronchi Salomón - [email protected]
Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO), Curso de Ciências Biológicas,
Guarapuava – Paraná
Cristiano Marcondes Pereira - [email protected]
Programa de Pós Graduação em Biologia Evolutiva, UNICENTRO/UEPG,
Guarapuava – Paraná
Ana Lúcia Crisostimo - [email protected]
Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO), Departamento de Ciências
Biológicas,
Guarapuava – Paraná
Resumo: O ensino de ciências tem a função de despertar o espírito critico dos alunos
envolvidos no processo educacional, preparando para enfrentar os desafios da
sociedade contemporânea. Dentre os assuntos abordados nessa área destaca-se a
biotecnologia e sua maquinaria, utilizada no desenvolvimento de produtos envolvendo
o uso de organismos vivos, que serão destinados ao consumo humano. O dinamismo
nesse campo torna a aprendizagem mais agradável, portanto é necessária a busca por
ferramentas que auxilie na construção de uma aula atrativa. Neste âmbito o presente
estudo objetivou a proposição de uma metodologia de ensino que contribua para o
ensino da engenharia genética no ensino médio da educação básica. A atividade foi
composta pelas abordagens genéticas e biotecnológicas expressada expositivamente,
assim como a realização de uma prática relacionada com a extração do DNA vegetal.
A observação do comportamento dos alunos revelou que a oficina obteve êxito,
prendendo a atenção e estimulando o senso critico dos educando. Desta forma, houve o
fortalecimento da ideia de que a aplicação de ferramentas didáticas influencia no
processo de ensino-aprendizagem. A experiência pedagógica ora socializada
possibilitou visualizar a relevância em diminuir a ponte entre Escola e Universidade.
Palavras-chave: Bioengenharia, Bioética, Ciências, Educação, Ensino-aprendizagem
1
INTRODUÇÃO
O ensino de ciências tem como foco a formação de alunos críticos, conscientes e
embasados para melhor compreender o comportamento da sociedade atual. Contribui
também para um melhor aprendizado quanto ao dinamismo e funcionamento dos
eventos biológicos ocorrentes no meio (DELIZOICOV et al., 2009).
Despertar a curiosidade para o ensino de ciências é um desafio, que se torna ainda
mais necessário quando promove metodologias que possibilitem a compreensão de
intrigados fenômenos naturais. Neste contexto exige do docente um amplo
conhecimento, tanto em relação aos conteúdos específicos quanto a utilização de
materiais didáticos e pedagógicos (OLIVEIRA et al., 2011).
As metodologias de ensino relacionadas à genética molecular implementadas nas
escolas publicas e privadas, tem evidenciado problemas, relacionados principalmente a
fragmentação dos conceitos aplicados. Isto tem relação à ausência de ideias inovadoras
com relação aos materiais didáticos utilizados, com a somatória da dificuldade natural
de se entender e repassar as características de fenômenos biológicos complexos,
ocorrentes no âmbito microscópico, como são os desenvolvidos em linhas de pesquisa
junto às diversas áreas da genética molecular (GOLDBACH et al., 2009).
A motivação de alunos para a realização de atividades científicas envolve
experiências cotidianas, relacionadas com assuntos do seu dia-a-dia e busca despertar no
aluno um maior interesse, levando a mais pessoas a buscarem uma formação na área
biológica, inclusive junto à biologia molecular. Para (DELIZOICOV & ANGOTTI,
1994; KRASILCHIK, 1987; BRASIL, 1997; PEREIRA, 1998) este é um dos caminhos
para enfrentar e resolver as adversidades da sociedade contemporânea atual.
O ensino de biotecnologia e engenharia genética também desperta a atenção do
aluno por estar relacionado ao desenvolvimento de diversos produtos, por meio de
técnicas bioquímicas e moleculares. Neste contexto, a bioengenharia torna-se uma porta
de abertura para o mercado de trabalho, estando direcionadas para diversos setores,
como agricultura, alimentação, energia, meio ambiente, pecuária e saúde, além de estar
associado a trabalhos de conservação e evolução de espécies endêmicas (SILVA
JÚNIOR & SASSON, 2008).
A realização de trabalhos na área da biotecnologia deve ser pautada na
aplicabilidade da bioética. Esta questão surgiu após diversas falhas éticas,
principalmente em estudos biomédicos. A bioética é de fundamental importância, visto
que profissionais que trabalham na área de pesquisa científica tem de estar cientes dos
princípios de funcionamento e identificação das relações éticas, contribuindo assim para
o avanço da ciência, sem deixar de lado os princípios éticos que envolvem a utilização
de animais e também seres humanos (SANTOS, 1998).
No Brasil, o conselho nacional de saúde (CNS) apresenta junto a resolução nº
196/1996, a organização das diretrizes e normas de pesquisa envolvendo seres vivos. A
resolução envolve quatro princípios básicos, que são autonomia, beneficência, não
maleficência e justiça, o que possibilita ao pesquisador um rumo a seguir na busca de
uma ciência cada vez mais completa e precisa, mas sem deixar de lado as práticas e
comportamentos éticos (BOCCATTO, 2007).
No sentido de contribuir para a inserção desta temática por meio de uma oficina
didática o presente trabalho tem por objetivo, proporcionar aos alunos do ensino médio
da educação básica, o aprendizado dos principais conceitos relacionados a
biotecnologia, evidenciando, noções básicas sobre a estrutura dos ácidos nucleicos, com
ênfase no DNA, bem como, familiarizar e desmistificar os alunos com relação às
metodologias experimentais utilizadas junto a engenharia genética.
2
METODOLOGIA
O estudo em engenharia genética necessita inicialmente do isolamento do material
genético oriundo do cultivo de tecidos. Depois de extraído, este pode ser usado tanto em
trabalhos de analise de estrutura e composição genética, e também como substrato para
reações em cadeia da polimerase (PCR) (SILVA, 2001).
O processo de extração do DNA envolve diferentes técnicas bioquímicas e
moleculares, que variam de acordo com a espécie em questão, tendo cada uma
normalmente um protocolo específico. Tal especificidade esta relacionada às
características celulares dos organismos em estudo (CORDEIRO, 2005).
Os reagentes utilizados na técnica de extração de DNA são similares para a célula
vegetal e animal, sendo o uso do nitrogênio líquido essencial apenas para células
vegetais, levando ao rompimento da parede celular. Após a lise das membranas, as
proteínas também precisam ser rompidas com a utilização de reagentes. Com o
sucessivo uso de produtos, em especial o álcool, o DNA se torna totalmente purificado e
pronto para o uso em estudos de genética molecular (OLIVEIRA et al., 2007).
A oficina didática foi desenvolvida com duas turmas de terceiro ano do ensino
médio no mês de Abril de 2012, junto ao Colégio Estadual Padre Chagas, município de
Guarapuava – PR, utilizando a técnica de extração de DNA (ácido desoxirribonucleico)
mencionada.
Inicialmente, a temática “Engenharia genética: Biotecnologia e extração de DNA”
foi trabalhada em sala de aula, com a apresentação em multimídia, fotos e figuras,
explanações e explicações sobre os principais assuntos relacionados ao tema, tais como
os principais conceitos sobre os ácidos nucleicos DNA e RNA, a classificação das bases
nitrogenadas e o passo a passo do processo de replicação (Figura 1a e 1b). Após a
definição dos conceitos sobre material genética foi abordado o assunto biotecnologia,
seguido da explanação de trabalhos desenvolvidos na área (Figura 1c).
Com o intuído de instigar a curiosidade e despertar o interesse dos alunos pelo
tema, na sequência da atividade, parte do processo de extração de DNA foi abordada de
forma prática, exemplificando na própria sala de aula através do processo de maceração
do material vegetal. Neste processo foram utilizados objetos e produtos, tais como
almofariz e pistilo e a adição de nitrogênio líquido (Figura 1d e 1e), sendo a sequência
de eventos do processo de extração do DNA explicados através da apresentação de
imagens da maquinaria e processos envolvidos (Figura 1f).
Finalizando a atividade, realizou-se uma mesa redonda entre alunos, palestrantes e
professores, com a discussão sobre bioética na pesquisa. A intenção foi tratar a visão
teórica e prática, sem deixar de considerar a ética a respeito do tema engenharia
genética por parte dos alunos.
Figura 01: Oficina didática sobre engenharia genética: Biotecnologia e extração de
DNA. a e b) Introdução sobre os ácidos nucleicos de forma expositiva dialogada; c)
abordagem dos conceitos e aplicações em biotecnologia; d e e) preparação e a
realização da pratica envolvendo a extração de DNA vegetal; f) apresentação das etapas
do processo de extração de DNA animal, com auxilio do banner.
3
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O resultado obtido pelas considerações observadas no debate realizado ao final de
projeto mostra que o tema despertou grande interesse por parte dos alunos. Na maioria
das observações feitas, este interesse esteve ligado ao fato do assunto tratar de um tema
diferenciado, que foge ao cotidiano dos conteúdos trabalhados no dia a dia da sala de
aula.
Pela utilização da internet, as informações da sociedade do conhecimento estão
acessíveis de forma rápida, atualizada e cada vez mais completa. O uso de mídias é cada
dia mais discuto e vem se mostrando necessário, como um complemento a uma melhor
compreensão dos temas trabalhados em sala de aula. Franco e Sampaio (1999) relatam
que a utilização de novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs)
proporciona uma interação entre o aluno e o meio atual, mediado por diversas
linguagens universais. Essas ferramentas possibilitam ao aluno buscar informações
extraescolares de uma forma dinâmica, contribuindo assim, para o fortalecimento do
pensamento critico do educando.
Quando se trata de assuntos relacionados a engenharia genética, a utilização das
TICs merece ainda maior ênfase, visto que são normalmente processos complexos,
abstratos e de difícil compreensão por parte dos alunos, principalmente quando na
ausência dos devidos materiais didáticos. Estes podem ser recursos audiovisuais ou
modelos didáticos, como os que exemplificam a estrutura do DNA.
Para (PADILHA & ARAÚJO, 2009) o professor tem a função de criar um ambiente
atrativo e adaptado à realidade da classe, facilitando assim a aquisição do conhecimento
e despertando maior interesse dos alunos, visto que o tema biotecnologia tem grande
relevância no cenário atual, pois está ligado ao desenvolvimento de diversos produtos
de cotidiana utilização pela sociedade.
Faz-se necessário que professores busquem e apliquem novas técnicas de ensino
relacionando o uso da tecnologia com temas atuais, que favoreçam a compreensão e o
despertar para a aprendizagem (ROCHA, 2004).
As atividades desenvolvidas também auxiliaram na apresentação da temática
relacionada a biotecnologia, mostrando quais técnicas são desenvolvidas, quais métodos
são aplicados e qual a função de cada um no processo final. Isto aproxima o aluno da
realidade do cotidiano de trabalho do profissional que atua na área da engenharia
genética, ampliando o leque de conhecimentos do educando ainda em formação e
sanando duvidas que possam leva-lo a uma busca por maior conhecimento e interesse
pelo assunto. Bastos et al. (2010) relata a existência de programas de iniciação científica
junto ao ensino superior buscam aproximar o aluno do ensino médio e o jovem
acadêmico, principalmente os recém-ingressados, visando despertar o interesse para o
desenvolvimento de pesquisas tanto na campo teórico quanto pratico, sobre temas
relevantes, tal qual é a engenharia genética.
A prática realizada com os alunos, desperta a curiosidade de desvendar a
problemática do seu estudo, fazendo com que o jovem do ensino médio e futuro
pesquisador, descubram novas informações sobre o assunto. O projeto atua então
instigando o interesse dos futuros profissionais e também de forma discente, criando
uma opinião critica sobre o assunto.
Outro resultado positivo obtido com o trabalho foi mostrar aos alunos que o tema
engenharia genética, que muitas vezes erroneamente é considerado algo distante,
complexo e inatingível, na realidade é acessível a todos. Um dos caminhos é pelo
diálogo universidade escola via projetos de ensino ou extensão, que viabilizam
atividades teóricas-práticas atualizadas no contexto da sala de aula. Esta condição
depende do interesse e afinidade de cada acadêmico pela área de pesquisa e pela busca
de uma oportunidade junto aos órgãos de fomento e formação, tais como universidades
e institutos tecnológicos presentes na região, inclusive no próprio município onde foi
realizada a atividade. Segundo Silva (1996) a relação entre a Universidade e Escola por
meio de atividades teóricas e praticas de aproximação do meio acadêmico e ou alunos
de ensino médio, realizada pela por projetos de ensino ou extensão universitária, tem
como um dos objetivos o repasse dos conhecimentos oriundos de pesquisas e atividades
laboratoriais, executadas na própria instituição.
Pesquisas desenvolvidas por Guimarães et al. (2006) junto a professores da
rede pública, revelou que 71% dos educadores acham que assuntos biológicos devem
ser ensinados por meio de aulas teórico pratico, enquanto que 12% discordam . Os
mesmos autores afirmam que a experimentação necessita do envolvimento de recursos
didáticos tecnológicos, associados a coparticipação dos alunos, considerando a
estrutura física e social da escola, promovendo assim um melhor aprendizado do tema.
Também Barbosa e Silva Júnior (2009) mostram que é necessária a elaboração de
métodos de ensino que auxiliem na resolução de falhas do processo de aprendizagem
tradicional. No Brasil, o desenvolvimento de tais metodologias de ensino e a analise de
conteúdo estruturante do ensino de Ciências, está em constante crescimento,
destacando-se entre as áreas de pesquisa científica, sendo que mesmo assim, A um
longo caminho a ser percorrido. (BORGES; LIMA, 2007; TEIXEIRA; SILVA; ANJOS,
2009).
4
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A possibilidade de transposição dos conhecimentos aplicados em laboratório, na
experiência formativa ora socializada, mostrou aos alunos da escola diversas técnicas
relacionadas a genética molecular e ao processo de extração de DNA, desmistificando o
conceito abstrato de engenharia genética que é normalmente deixado pela explanação
unicamente verbal, infelizmente ainda efetuada por grande parte dos educadores.
Assim, a disseminação do conhecimento resulta em uma troca de valores, onde o
meio acadêmico também adquire experiência e recebe informações. Isto possibilita o
amadurecimento do acadêmico, futuro docente ainda em formação e fortalece a ponte
entre o aluno e os diversos temas científicos.
Projetos de ensino e de extensão universitária preparam de modo teórico e prático o
acadêmico, futuro professor de Ciências e Biologia. Cria também novas ideias e o
interesse dos alunos de ensino médio, que passam por um conturbado período de
escolhas e decisões. A oficina didática de engenharia genética e extração de DNA surge
então como mais uma opção para aqueles que se identificam com o tema e veem ali uma
futura profissão.
5
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BARBOSA, A.R.J.,SILVA JUNIOR, N.A. Repensando o Ensino de Ciências e de
Biologia na Educação Básica: o Caminho para a Construção do Conhecimento
Científico e Biotecnológico. Democratizar, Rio de Janeiro, v.3, n.1, 2009.
BASTOS, F.; MARTINS, F.; ALVES, M.; TERRA, M.; LEMOS, C. S. A importância
da iniciação científica para os alunos de graduação de Biomedicina. Revista Eletrônica
Novo Enfoque. Universidade Castelo Branco, Rio de Janeiro, v.11, n.11, p. 61-66,
2010.
BOCCATTO, M. A importância da bioética. Genética na Escola, Sociedade Brasileira
de Genética, Ribeirão Preto, v.2, n.2, p.11-14, 2007.
BORGES, R. M. R.; LIMA, V. M. R. Tendências contemporâneas do ensino de
Biologia no Brasil. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol. 6 Nº 1 2007.
Disponível
em:<http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen6/ART10_Vol6_N1.pdf>.
Acesso em: 17 mai. 2012.
BRASIL, Ministério da Educação, Secretaria da Educação Média e Tecnológica.
Parâmetros Curriculares Nacionais: ensino médio. Brasília: Ministério da Educação,
1999.
CORDEIRO, M. C. R. Engenharia Genética: conceitos básicos, ferramentas e
aplicações, Planaltina: Embrapa Cerrado, 21 jan. 2005. p. 22-24.
DELIZICOV, D.; ANGOTTI, J. A. Metodologia do Ensino de Ciências. São Paulo:
Cortez, 1994.
DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNAMBUCO, M. M. O Ensino de Ciências:
fundamentos e métodos. 3.ed. São Paulo: Cortez, 2009.
FRANCO, M. A; SAMPAIO, C. S. Linguagens, comunicação e cibercultura: novas
formas de produção do saber. Informática na educação. n.05. 1999. Disponível em:
<http://www.ccuec.unicamp.br/revista/infotec/educacao/educacao5-1.html> Acesso em:
15 mai. 2012.
GOLDBACH, T.; DYSARZ PEREIRA, F.; SARDINHA, R.; PAPOULA, N.; DA
CARDONA, T. Para Repensar o Ensino de Genética: Levantamento e Análise da
Produção Acadêmica da Área do Ensino de Ciências e Biologia no Brasil. In: VIII
Congresso Internacional sobre Investigación en La Didácyica de Las Ciencias,
Barcelona. Institut de Ciències de l'Educació de la Universitat Autònoma de Barcelona
Vicerectorat d'Investigació de la Universitat de València. 2009.
GUIMARÃES, G.M.A.; ECHEVERRÍA, A.R.; MORAES, I. J. Modelos didáticos no
discurso de professores de ciências. Investigações em Ensino de Ciências. Porto
Alegre, v.11, n.3, p. 306-322, 2006.
KRASILCHIK, M. O Professor e o Currículo das Ciências. São Paulo. EPU. Editora
da Universidade de São Paulo, 1987.
OLIVEIRA, A. G.; OLIVEIRA, M. L.; ARAÚJO, M. L.; OLIVEIRA, M. M. A
importância do ensino de Ciências Naturais para a Educação Infantil. Universidade
Federal Rural de Pernambuco, Pernambuco, 2011.
OLIVEIRA, M.C.S; REGITANO, L.C.A; ROESE, A.D; ANTHONISEN, D.G;
PATRICÍNIO, E.; PARMA, M.M.; SCAGLIUSI, S.M.M; TIMÓTEO, W.H.B;
JARDIM, S.N. Fundamentos teórico-práticos e protocolos de extração e de
amplificação de dna por meio da técnica de reação em cadeia da polimerase. São
Carlos: Embrapa Pecuária Sudeste, 2007.
PADILHA, I. Q. M; ARAÚJO, D. A. M. Biotecnologia. Recursos educativos na
internet. Disponível em: <http://www.bioinfo.ufpb.br/difusao/pdf/receduinternet.pdf >
Acesso em: 09 mai. 2012.
PEREIRA, M. L. Métodos e Técnicas para o Ensino de Ciências. João Pessoa:
Editora Universitária, 1998.
ROCHA, R. Vivenciando Audiovisuais: Metodologia para Ver e Ouvir. Catolé do
Rocha, v.1. p. 98 2004.
SANTOS, F.A. A malha técnico-científica. Porto Alegre: UFRGS; 1998.
SILVA, F. H. I Escola Brasileira de Inteligência Artificial e Bioinformática (InBio).
Módulo: Biologia Molecular. Centro de Biotecnologia Molecular Estrutural.
Universidade Federal de São Carlos. 2001. p. 2-4.
SILVA, O. D. O que é extensão universitária?. 1996. Disponível em:
<http://www.ecientificocultural.com/ECC2/artigos/oberdan9.html> Acesso em: 25 mai.
2012.
SILVA JÚNIOR, C.; SASSON, S. Biologia. São Paulo: Saraiva. 1998.
TEIXEIRA, P. M. M.; SILVA, M. G. B.; ANJOS, M. S. 35 anos de pesquisa em Ensino
de Biologia no Brasil: um estudo baseado em Dissertações e Teses (1972-2006). In:
ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS
(ENPEC),
7,
2009,
Florianópolis.
Disponível
em:
<http://www.foco.fae.ufmg.br/pdfs/895.pdf> Acesso em: 22 mai. 2012.
METHODOLOGY RELATED TO SUBJECT OF BIOLOGY
BIOTECHNOLOGY
Abstract: The teaching of science has the task of awakening the critical spirit of the
students involved in the educational process, preparing to face the challenges of
contemporary society. Among the issues addressed in this area highlights the
biotechnology and its machinery, used in product development involving the use of
living organisms, which are intended for human consumption. The dynamism in this
field makes learning more enjoyable, so it is necessary to search for tools that assist in
building an attractive classroom. In this context this study aimed to propose a teaching
methodology that contributes to the teaching of genetic engineering in high school. This
activity was composed of the genetic and biotechnological approaches expositionally
expressed, as well as carrying out a practice related to the extraction of plant DNA.
Observing the behavior of the students revealed that the workshop was successful,
holding the attention and stimulating the critical sense of the student. Thus, there was
the strengthening of the idea that the use of teaching tools influence the teachinglearning process. The pedagogical experience sometimes socialized permitted to
visualize the importance in reducing the bridge between school and university.
Key-words: Bioengineering, Bioethics, Science, Education, Extension, Teaching and
learning