O CONHECIMENTO PEDAGÓGICO DO CONTEÚDO: LEI E TABELA PERIÓDICA. UMA REFLEXÃO PARA A FORMAÇÃO DO LICENCIADO EM QUÍMICA
 
 

Luiz Seixas das Neves
lseixasneves@bol.com.br

Isauro Beltrán Nuñez
Isauro@uol.com.br

Betânia Leite Ramalho
Blramalho@hotmail.com

Gleba Coelli Luna da Silveira

Ana Lúcia Pascoal Diniz
(Bolsista CNPq/PIBIC)
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Programa de Pós-Graduação em Educação



Resumo

    Atualmente uma das questões nas quais tem-se focalizado a atenção nas pesquisas sobre formação de professores tem a ver com os processos pelos quais os professores aprendem a ensinar. Nesta pesquisa foi analisada uma experiência relativa ao conhecimento pedagógico do conteúdo sobre o tema Lei e Tabela Periódica com alunos de um curso de licenciatura em Química. Como resultado fundamental destaca-se o fato de que, apesar de sua grande importância e amplo uso, este conceito tem sido pouco discutido e, portanto, deve-se procurar desenvolver referências metodológicas para o ensino da temática, a fim de contribuir com os processos de formação do licenciado em Química.

Abstract

    Recently, a matter, which has approached researches about teacher graduation, is due to the education process how teachers learn to teach. In this research was analyzed the educational knowledge related to Periodic Law and Periodic Table taking some Chemistry’s undergraduate students. As fundamental result is pointed out that, though its great importance and large usefulness, this concept has been a little discussed and , therefore, it is necessary to develop new methodologies to teach it, in order to do contribution with the formation process of Chemistry´s teachers.
 

1. Introdução

    Um desafio na formação do professor de Química, nos cursos de Licenciatura se constitui na necessidade de formar um professor como profissional da educação, criando as condições para o processo de profissionalização desde a formação inicial.

    O "professor como profissional" representa o modelo de formação adotado em todos os países da América Latina e do Caribe. Nesse sentido, uma pergunta se faz necessária: o que caracteriza o professor de Química como profissional da educação? Desde a Sociologia das Profissões e especialmente da Sociologia Funcionalista se tem caracterizado as profissões tradicionais. Essa visão é limitada quando se discute a docência como profissão, pois procura fechar a atividade docente em critérios aos quais não responde. Não obstante, existe um consenso nas pesquisas atuais (Ramalho, 1997) de se considerar a docência como profissão. Nesse consenso emergem algumas características próprias da docência enquanto profissão, dentre as quais se destacam:

    Assim, o professor de Química, como profissional se caracteriza por um determinado agir, por uma base de conhecimentos, um grupo de competências, que lhe conferem uma dada identidade profissional (Ramalho et al 2001).

    As pesquisas sobre formação de professores, desde a perspectiva do professor como profissional procuram estudar como eles constróem nos contextos dados a profissão. Ligada a essa perspectiva, uma outra "o pensamento do professor" (Marcelo, 1992; 1998) orienta as pesquisas para conhecer o que pensam os professores e como esse pensamento se relaciona com seu agir profissional. O interesse por estudar como os professores aprendem a ensinar (Marcelo, 1998) visa contribuir com os processos de formação dos professores, em especial nos contextos da Educação para o Século XXI.

    As grandes mudanças operadas nas diferentes esferas das sociedades (a globalização das economias, das políticas, as novas tecnologias e formas de comunicações, as novas formas de organização do trabalho, etc.) exigem da escola abandonar as formas tradicionais de educar, para garantir a inclusão dos cidadãos na "sociedade do conhecimento". Nessa tarefa, a formação dos professores passou a ser motivo de novos questionamentos.

    Maiztegui et al (2000) discutem sobre a formação de professores de ciências em Iberoamérica no contexto do século XXI. Os autores reforçam a necessidade de associar as inovações educativas a uma correta formação docente. Dentre os elementos que os autores discutem está o fato das dificuldades que geralmente contrapõe a formação científica da preparação pedagógica, pelo que se faz necessário superar essa dicotomia e trabalhar de forma dialética as relações entre o conhecimento científico e sobre como ensinar esse conhecimento.

    Na formação do Licenciado em Química, o objeto de estudo da nossa pesquisa (e pensamos não seja diferente em outras muitas universidades do Brasil), a dicotomia entre a formação científica e a formação pedagógica tem sido historicamente um problema a resolver nas instituições formativas.

    Uma síntese da problemática relativa à formação de professores para ensinar Química, no contexto que estudamos, pode comparar-se com o relato do Sr. K:

"Comecei a estudar em um curso de formação de professores de Física para o nível médio. Na minha experiência, os professores da área pedagógica ignoravam as ciências, e aqueles responsáveis pelas matérias específicas pareciam estar à margem das questões educacionais". "[...] Sintetizando, o problema era que ninguém me ensinava a ensinar." (Serafini, 1998, p.92).     A formação do professor de Química nos cursos de Licenciatura deve, entre outros fatores, considerar que:


2. Desenvolvimento

2.1. Os saberes do professor: saberes disciplinares, curriculares e o conhecimento pedagógico do conteúdo.

    Como foi discutido, toda profissão se caracteriza por uma "base de conhecimentos" que lhe confere uma especificidade. Essa "base de conhecimentos" se estrutura a partir dos conhecimentos (ou saberes), habilidades, competências, hábitos, que definem a docência como profissão. Vários autores discutem diferentes tipologias dos saberes ou conhecimentos necessários à prática docente (Porlán et al, 1998; Gauthier et al, 1998; Shulman, 1986). Segundo os objetivos do estudo, focalizamos a atenção em três tipos de saberes ou conhecimentos:

    Saber disciplinar: refere-se aos saberes produzidos pelos pesquisadores e cientistas nas diversas disciplinas científicas, legitimado pela academia (Gauthier et al, 1998). É o que Lopes (1998; 1999) identifica com o conhecimento científico produzido pela Ciência Química, no caso da Química, que, como empreendimento cultural e social tem suas especificidades. Shulman (1986) chama esse saber de "conhecimento do conteúdo específico."

    Saber curricular: são os saberes selecionados e organizados num "corpus" expressado nos programas escolares, livros didáticos (Gauthier et al, 1998). Lopes (1999) chama esse saber de "conhecimento escolar", selecionados através de diferentes mecanismos (históricos, culturais, sociais, políticos, etc.) dos saberes disciplinares. Eles formam parte da cultura escolar em cada contexto sócio-histórico.

    No processo de transformação dos saberes científicos da Química, em saberes escolares nos programas para o ensino de Química, tem um papel essencial a "transposição didática" (Lopes, 1999). Os saberes curriculares são identificados por Gimeno (1998) como os conteúdos do currículo.

    É importante considerar que existe uma diferença entre as formas pelas quais se produz o conhecimento científico e as formas como ele se apresenta ao público. Nesse sentido, Reicherback (1938) distingue entre "contexto de descobrimento" e "contexto de justificação". Assim, é necessário reconhecer a ciência em desenvolvimento, e a ciência como produto. Os conteúdos da escola focalizam sua atenção nos produtos da ciência, sendo eles simplificados segundo uma "justificativa pedagógica", que os apresenta como verdades estáticas, não susceptíveis ao desenvolvimento. Como discute Medawar (1974) a ciência que se apresenta aos alunos (a ciência pública) é resultado de uma reformulação da ciência privada desde o contexto de descobrimento. Nesse processo, no geral, os problemas associados aos produtos da ciência ficam ocultos, os alunos estudam as soluções, e não os problemas de origem ou os novos problemas que geram o conhecimento científico. Foi o que Schwab (1964) chamou de "discurso centrado nas conclusões".

    Conhecimento pedagógico do conteúdo: os saberes disciplinares e curriculares devem estar mediados pelo que Shulman (1986) identifica como o "conhecimento pedagógico do conteúdo". O ensino dos conteúdos de uma disciplina exige além do domínio de seu corpo teórico básico, a compreensão das estruturas dos conteúdos, as formas pelas quais eles se tornam compreensíveis pelos alunos, além de conhecer as experiências anteriores dos alunos e suas relações com o novo conteúdo. São as formas de representar e formular os conteúdos de forma tal que sejam compreensíveis pelos alunos, os motivos pelos quais alguns conteúdos são mais ou menos difíceis de ser aprendidos. Ou seja, é o conhecimento sobre como pode ser ensinado um dado conteúdo, para alunos específicos, com sucesso na aprendizagem.

    No conhecimento pedagógico do conteúdo se incluem estratégias específicas para ensinar um conteúdo dado, como as analogias, demonstrações, experimentos, explicações, problemas de aprendizagem.

    O conhecimento pedagógico do conteúdo é um elemento essencial que diferencia um "químico" de um "professor de Química". Não é suficiente saber Química para ser professor de Química. As relações entre os saberes disciplinar e curricular e o conhecimento pedagógico do conteúdo podem ser representadas no seguinte esquema:

    A formação do licenciado em Química implica trabalhar de forma dialética as relações existentes entre esses três tipos de saberes. Geralmente os saberes disciplinares são estudados à margem do conhecimento pedagógico dos conteúdos, uma vez que a formação desse licenciado acontece num contexto desprofissionalizante. O aprender a ensinar Química é deslocado para o Estágio ou Prática de Ensino, como atividade terminal da formação.

    A Didática das Ciências, como disciplina científica emergente, tem mostrado que ensinar Ciências á uma tarefa complexa, uma atividade profissional. Quando pensamos na formação dos Licenciados em Química nos contextos nos quais pesquisamos, observamos que a formação inicial pouco contribui com "referenciais" para uma base de conhecimento da docência como profissão, e o aprender a ensinar Química é algo que os professores, quando iniciam o exercício da profissão, devem fazer a partir de suas limitadas experiência no ensino. Os cursos de formação continuam "fornecendo receitas de como fazer", sem considerar as peculiaridades da formação continuada, desconsiderando o professor como ator do processo de construção de saberes de sua profissão e os contextos reais da prática profissional.

    O presente estudo aponta para a problemática de se pensar alternativas, enquanto referenciais para trabalhar "o conhecimento pedagógico do conteúdo", desde a formação inicial do Licenciado em Química. Essa problemática nos leva à procura de caminhos criativos que possam fornecer ferramentas teórico-metodológicas aos futuros licenciados em Química para o trabalho profissional com competência. O agir competente exige de uma nova racionalidade: não existem respostas teóricas prontas, e sim, diversas (saberes) que os professores devem saber selecionar e mobilizar para construir suas competências profissionais. O professor como profissional toma decisões, procura alternativas, tem argumentos teóricos que justificam suas ações, etc. Por isso, a formação inicial deve envolver os futuros professores em tarefas de pesquisa e inovação educativa em relação aos problemas da prática profissional. Formar esses futuros profissionais de maneira que eles deveriam trabalhar nas escolas do Ensino Médio, para ensinar Química, como parte do Projeto Pedagógico da escola, segundo os princípios e normas curriculares para esse nível de educação.

    Para a nossa pesquisa sobre o conhecimento pedagógico do conteúdo, os conteúdos programáticos da Química do Ensino Médio selecionados foram a Lei e a Tabela Periódica. O estudo sobre a Lei Periódica e a Tabela periódica aponta, no ensino da Química, para as bases teóricas e metodológicas no estudo da estrutura e propriedade das substâncias, assim como de suas aplicações. A tabela periódica é uma ferramenta imprescindível no estudo da Química por criar mecanismos de compreensão do conhecimento científico, que possibilita aos alunos, no contexto da sala de aula "reproduzir os modelos", e pela via de sua "construção", o conhecimento significativo (Ausubel et al, 1989). Os novos conhecimentos são fundamentais para o pensamento químico, em especial o papel da dedução na sua correlação com a indução. Assim também, o estudo da Lei Periódica é essencial à formação de uma concepção científica do mundo, da unidade e complexidade da "parte-todo" como expressão dialética dos fenômenos químicos e naturais.

    No estudo da Tabela Periódica, uma discussão tem privilegiado, na procura de demonstrar se é mais ou menos conveniente o estudo da lei periódica no início do curso de Química do Ensino Médio ou no final deste (Rojas et al, 1990).Consideramos oportuno o estudo da Lei Periódica após o estudo da estrutura do átomo, evitando os dogmatismos e mecanismos que tradicionalmente têm caracterizado essa aprendizagem. O estudo das ligações químicas, das propriedades das substâncias estão baseados na Lei Periódica. O estudo dos aspectos históricos possibilitam contextualizar e problematizar o conhecimento científico da Lei Periódica, revelar suas características enquanto construção social, historicamente influenciado. Possibilitará desmistificar o trabalho da ciência e dos cientistas como algo dado a pessoas "excepcionais", assim como humanizar a ciência na sua dimensão subjetiva. Todo esse contexto pode ser uma importante forma de motivação pelo estudo das ciências.

    O "conhecimento pedagógico do conteúdo" é um componente da formação profissional ao qual deve ser dada mais atenção na formação do Licenciado em Química. Isso supõe trabalhar na construção de múltiplas referências, como metodologias associadas a experiências práticas ou da pesquisa educacional, relativa aos diferentes conteúdos curriculares. Nosso trabalho se orienta a refletir sobre a problemática em estudo: Lei e Tabela Periódica.
 

2.2. Objetivos

    A pesquisa propõe como objetivos:


2.3. O referencial empírico

    O curso de Licenciatura em Química da UFRN se apresenta como o contexto da pesquisa. Esse curso na última avaliação proferida pelo MEC recebeu conceito B. Foram selecionados alunos concluintes (primeiro semestre do ano 2001) que cursavam a disciplina Prática de Ensino. Nessa etapa podem ser caracterizados os saberes, objeto do estudo, assim como refletir em relação à referência que se propõe esse trabalho em relação ao ensino da Lei e Tabela Periódica. A pesquisa foi desenvolvida com a participação de 05 alunos do curso. Embora pequena amostra, lançamos mão das nossas experiências na formação de professores, no contexto dado, fazendo extensivas, as conclusões do estudo e suas implicações para a formação do Licenciado em Química.
 

2.4. Metodologia da Pesquisa


3. Resultados

    Para uma melhor apresentação e análise, os resultados são discutidos segundo as questões de estudo, estruturadas nos seguintes itens:


3.1. Resultados em relação à busca bibliográfica
 
Revistas
No de artigos sobre a T. P.
No de artigos relativos ao ensino da T. P.
Anos Pesquisados
Química Nova na Escola
0
0
1995-2001
Química Nova
4
0
1990-2001 
Journal of Chemical Education
19
7
1990-2001 
Enseñanza de la Ciencia
0
0
1983-2001 
Journal of Science Teacher Education
4
0
1997-2001
Livro de Resumos do Congresso S.B.Q.
2
1
1999-2001

    De acordo com os dados observados, verificamos que ao longo de dez anos, não obstante ser um dos conceitos fundamentais para a ciência em geral, e em particular para a Química, raros são os trabalhos sobre a Lei e a Tabela Periódica. Ao pesquisarmos nas mais importantes revistas e em 01 evento científico, percebemos que durante um período que varia entre 05 anos (Química Nova na Escola), 10 anos (Química Nova), e aproximadamente 18 anos (Enseñanza de la Ciencia), apenas no Journal of Chemical Education foram encontrados 07 artigos relativos ao ensino da Lei e da Tabela Periódica, dentre os 27 editados pela revista ao longo de 10 anos

    Muitas são as razões para que isto esteja acontecendo, no entanto, é possível que uma das razões seja o fato de que há muito tempo vem se cristalizando através do uso do livro didático, a maneira (quase rotineira) como os alunos aprendem e os professores ensinam a Tabela Periódica.

    Diante deste quadro coloca-se para o futuro professor de Química um grande desafio, ou seja, o professor deverá ser capaz de criar situações, experimentos, instrumentos didáticos, etc. para assim poder desenvolver sua atividade profissional.


3.2. Resultados em relação ao Questionário

    Os resultados mais expressivos que emergem das respostas ao questionário, podem ser resumidas nos seguintes itens:

    A formação inicial do Licenciado em Química supõe um trabalho criterioso na construção dos conhecimentos pedagógicos dos conteúdos, a fim de saber mobilizar esses conhecimentos em sinergia com outros recursos intelectuais e afetivos nas competências profissionais. Se trabalhar essa componente da formação leva a superar a "metodologia da superficialidade" na construção de saberes profissionais para o ensino, caracterizada por:     Se faz necessário assumir que não é o mesmo formar um químico que formar um professor de Química. São duas profissões, com seus objetos de estudo específicos, com diferentes estilos de agir profissional. O professor de Química é um educador, e consequentemente um agente do desenvolvimento social de seus alunos, no qual o conteúdo tem uma potencialidade educativa dada.

    Por quanto não existem "metodologias prontas", como "receitas" para o ensino da Lei e da Tabela Periódica, é importante o desenvolvimento de pesquisas para a construção de novas referências a ser parte da base de conhecimentos para o ensino, do professor. Nesse sentido, a terceira parte da pesquisa se organizou no estudo de uma nova referência para o ensino da Lei eTabela Periódica no Ensino Médio.


3.3. Resultados em relação à nova metodologia para o ensino da Lei e Tabela Periódica.

    A atividade de reflexão da "nova metodologia" para o estudo da Lei e da Tabela Periódica iniciou com uma discussão sobre as formas utilizadas nos livros didáticos do Ensino Médio para trabalhar esse tema. Os alunos do curso de Licenciatura em Química (04), a partir das suas experiências explicaram:

    Dada a orientação para o trabalho com a "nova metodologia", os alunos trabalharam na solução das situações de aprendizagem apresentadas, constatando as diferenças com as formas "tradicionais" de se trabalhar o tema.
 
    Ordenaram os elementos segundo os seguintes critérios: O resultado mais expressivo no trabalho do grupo foi o seguinte:
H He            
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Ga Ge As Se Br Kr

    Existindo dúvidas na posição do He, questão que foi discutida pelos pesquisadores, como uma Questão a problematizar. Os alunos procuraram no livro didático os conceitos de grupo e período e identificaram seus grupos e períodos. Solicitados a representar graficamente os resultados chegaram a uma primeira versão de uma "tabela periódica curta" em função das configurações eletrônicas.
 
 

H

1s1

He

1s2

           
Li

1s2 2s1

Be

1s2 2s2

B

1s2 2s2 2p1

C

2s2 2p2

N

2s2 2p3

O

2s2 2p4

F

2s2 2p5

Ne

2s2 2p6

Na

[Ne] 3s1

Mg

[Ne] 3s2

Al

3s2 2p1

Si

3s2 2p2

P

3s2 2p3

S

3s2 2p4

Cl

3s2 2p5

Ar

3s2 2p6

K

[Ar] 4s1

Ca

4s2

Ga

4s2 4p1

Ge

4s2 4p2

As

4s2 4p3

Se

4s2 4p4

Br

4s2 4p5

Kr

4s2 4p6

    Uma observação interessante foi o salto nos números atômicos do Ca ao Ga, questão útil para a problematização no processo de construção do conhecimento.

    Na continuação foi debatida a pergunta: Qual a regularidade que você pode encontrar na ordem dos elementos segundo sua distribuição eletrônica?, pergunta que possibilitou, em elaboração conjunta mostrar a "periodicidade" nas configurações eletrônicas. Os pesquisadores chamaram a atenção à importância de se discutir os diferentes sentidos que os alunos do Ensino Médio possam ter de "periodicidade" para poder enunciar a Lei Periódica em função das estruturas dos átomos. Na continuação foi discutida a possibilidade de relacionar a Tabela Periódica, como expressão gráfica da Lei Periódica.

    Na segunda parte da atividade, os alunos deviam procurar solução para a "questão em aberto" relativa ao salto dos elementos Ca para Ga. Foram desenvolvidas as configurações eletrônicas pela notação n/x para os elementos.
 
 

Elementos  Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

    E discutidas as seguintes questões:

    Com a orientação do professor e a busca no livro didático, foi analisada como é possível identificar a série dos elementos de transição, e a necessidade de se abrir a tabela periódica construída, para se inserir o novo grupo de elementos, precisamente na descontinuidade existente entre Ca e Ga. A partir dessa situação de aprendizagem, uma nova representação gráfica pode ser feita da Lei Periódica.

H He  
Li
Be
  B C N O F Ne
Na Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Al Si P S Cl Ar
K Mg   Ga Ge As Se Br Kr

    Nesse contexto se compara a Tabela Periódica construída pelo grupo com a Tabela Periódica para se discutir:

    Os alunos puderam vivenciar uma outra referência para o "ensino da Lei e Tabela Periódica". Assim, foi o momento oportuno para se discutir como utilizar a História da Ciência no ensino da Tabela Periódica. Por quanto, a tabela construída tinha como referência informações sobre a estrutura eletrônica, é necessário contextualizar a problemática de sistematizar os dados sobre os elementos e as propriedades das substâncias desenvolvidas por Dobereiner, Chancourtois, Newlands e Meyer; como cientistas que contribuíram à formulação da Lei Periódica por D. I. Mendeléiev. Os alunos podem trabalhar a busca de informações históricas sobre a Lei Periódica para um debate educativo que possibilite esclarecer o trabalho da ciência, dos cientistas, o significado de uma lei química, etc.

    Finalizada a atividade de reflexão da "nova metodologia" foram registradas as opiniões a seu potencial metodológico. Dentre os comentários mais significativos expressados pelos alunos, podemos citar:

    A atividade proposta possibilita que o estudo da Lei e da Tabela Periódica se caracterize por um sólido caráter teórico, e não só como uma ferramenta empírica de análises de fatos. Esse estudo continua com as relações que se estabelecem com as ligações químicas. As variações nas propriedades periódicas podem ser explicadas nas regularidades nas distribuições eletrônicas dos elementos, a partir do estudo de dois conceitos chaves: carga nuclear efetiva e a força de atração dos núcleos para os elétrons das camadas externas. Isso supõe o uso do "modelo eletrostático" do átomo, válido nesse processo de estudo das propriedades periódicas. Diferenciar o "modelo eletrostático" dos "modelos quânticos" dos átomos, possibilita mostrar aos alunos a dinâmica, o caráter de modelo como sistema epistêmico, do conhecimento científico, ao existir diferentes formas de explicar os mesmos fatos.


4. Conclusões

    Os resultados apontam para o caráter "academicista" no trabalho com os conteúdos na formação do Licenciado em Química, com privilégio dos saberes disciplinares. Uma questão chave da profissionalização para a docência, que é considerar como os professores aprendem a ensinar Química para contribuir com sua preparação desde a formação inicial, não é objeto da formação. Consequentemente, o "conhecimento pedagógico do conteúdo", como um saber necessário à formação de competências.

    O "Novo Ensino Médio" no Brasil, representa uma verdadeira "revolução" na educação nesse nível de escolaridade. Para avançar na educação segundo a Educação no Século XXI, as práticas tradicionais de ensino e de formação de professores devem ser superadas. Se faz necessário assumir que formar um Licenciado em Química tem suas exigências, que vão além de uma visão reducionista de um "estágio final", ou uma "prática de ensino" que dicotomiza a formação "científica" da formação "pedagógica". O estudo dos saberes disciplinares, durante toda a formação, devem estabelecer diálogos construtivos com as formas de se ensinar, a fim de construir novas referências de ensino e contribuir a desenvolver o conhecimento pedagógico do conteúdo nos futuros Licenciados em Química. Essa questão é chave na profissionalização do ensino e na busca de ruptura com os contextos formativos desprofissionalizantes.
 

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