Philosophiae Doctor - PhD / This thesis relates the teaching of ecology in schools to the requirements of the National Curriculum Statements, Grades R-9 and Grades 10-12, for Natural and Life Sciences. It examines the conceptual understanding of the learners to determine their level of bioliteracy. The effectiveness of various teaching strategies in enhancing bioliteracy is considered. The study was a case study involving classroom observations of Grades 4 to 7 at a primary school and Grades 8 to 11 at a high school in the Western Cape of South Africa, and the administration of a misconceptions questionnaire to learners in Grades 8 to 11. The Department of Education did not allow researchers into the Grade 12 classes. To counter this, the misconceptions questionnaire was also administered to first-year Life Science students and to students in one second-year course in the Department of Biodiversity and Conservation Biology. It was administered to a small sample of the Postgraduate Certificate in Education (PGCE) students (prospective teachers) at the University of the Western Cape, in order to determine whether misconceptions would be carried into their teaching. In-depth interviews which focussed on the particular student's misconceptions were used to verify the misconceptions which the first-year students held. The questionnaire revealed that learners lacked an understanding of photosynthesis and respiration, which forms the basis for an understanding of food chains and energy flow within an ecosystem. Learners were confused about ecology and did not understand basic concepts. The misconceptions held in high school carried over to university, as shown by the fact that the first-year Life Science students, tested before they had had any lectures, still held many of the misconceptions that were found among the high school learners. A few second-year students still held misconceptions, but their understanding of photosynthesis and respiration was better than that of first-year students. The questionnaire also revealed that learners lack language skills. Good language skills are necessary for the development of scientific literacy.

A presente pesquisa visou ampliar os conhecimentos sobre a percepção docente e a construção de conhecimentos na formação continuada de professores de Biologia em cursos oferecidos na modalidade Educação a Distância (EaD). Os sujeitos desta pesquisa são 47 professores/cursistas que participaram da Disciplina Ecologia do curso de Especialização em Ensino de Biologia (EspBio)/2010 da Rede São Paulo de Formação docente (RedeFor). Os objetivos específicos foram: (1) identificar as percepções gerais desses professores/cursistas sobre a Educação a Distância quando associada às Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC); (2) conhecer suas percepções sobre as viabilidades e dificuldades do Ensino de Biologia, mais especificamente Ecologia, na modalidade EaD; (3) investigar os conhecimentos docentes construídos através da disciplina Ecologia, oferecida na modalidade EaD, frente às percepções dos professores/cursistas. A investigação teve natureza basicamente qualitativa. Foram utilizados como instrumentos de coleta de dados dois questionários, postados no próprio Ambiente Virtual de Aprendizagem. Quantos aos dois primeiros objetivos, analisamos os dados utilizando categorização aberta proposta por Strauss e Corbin (2008), visando extrair significado das respostas obtidas com tais questionários. No caso da investigação dos conhecimentos docentes (terceiro objetivo) fizemos uso da categorização proposta por Shulman (1987). Dentre as percepções gerais dos professores/cursistas sobre EaD, podemos destacar como os principais pontos positivos o fato da EaD ser adequada à baixa disponibilidade de tempo e a auto-gestão do conhecimento, bem como possibilitar interação. Por outro lado, alguns cursistas ressaltam que a interação é menor do que gostariam. Outro aspecto negativo relacionase ao pouco domínio da ferramenta computacional. Ao investigarmos as percepções do cursistas sobre o Ensino de Biologia/Ecologia oferecido em EaD, identificamos que as colocações são bastante gerais e não específicas para o escopo do conhecimento biológico. Assim, encontramos como principais viabilidades: a aproximação entre escola e universidade, o diálogo entre modalidade presencial e a distância, a possibilidade de empreender experimentação virtual, bem como utilização de jogos virtuais, a diversidade de conhecimentos e o fácil acesso à produção científica mais atual. Já com relação às dificuldades, os professores/cursistas enfatizaram a ausência das atividades de campo e uma sensação de isolamento. Pensando-se nos principais conhecimentos docentes construídos ao longo da disciplina de Ecologia, podemos destacar, a partir da análise da percepção dos professores/cursistas, a ocorrência dos seguintes conhecimentos já definidos por Shulman: conhecimento do conteúdo de ensino; conhecimento pedagógico geral; conhecimento pedagógico do currículo; e conhecimento dos fins educacionais. A partir de nossos dados, propomos ainda uma nova categoria de conhecimento, relacionado às tecnologias da informação e comunicação. Acreditamos que esta pesquisa contribuiu, ainda que de forma introdutória, para ampliar os conhecimentos sobre a percepção docente e a construção de conhecimentos na formação continuada de professores de Biologia em cursos oferecidos na modalidade EaD. Esperamos que nossos achados e reflexões possam subsidiar o trabalho daqueles que atuam na elaboração, supervisão e tutoria de cursos de formação de professores em EaD, principalmente na área de Biologia, onde há um vasto campo de pesquisa. / This research aimed to increase knowledge about perception and the construction of teacher knowledge in the continuing education of biology teachers in Distance Education (DE) courses. We focus our research on 47 teachers who participated in the discipline of Ecology at a specialization course about Biology Teaching/2010 of the Rede São Paulo de Formação docente (RedeFor). The specific objectives were: (1) identify the general perceptions of these teachers about distance education when combined with Information and Communication Technologies (ICT); (2) understand their perceptions about difficulties and viabilities related to teaching Biology, more specifically Ecology, in distance education; and (3) investigating teacher knowledge built through the discipline of Ecology, offered on a distance education course, based on the perceptions of teachers/students. The research has a primarily qualitative nature. Were used as instruments of data collection two questionnaires posted on Virtual Learning Environment. About the first and second objectives, we analyzed the data using open categorization proposed by Strauss and Corbin (2008) to extract meaning from the responses to such questionnaires. We used the categorization proposed by Shulman (1987) to investigate the knowledge teachers (third objective). About the general perceptions of teacher students on distance education, we highlight, as the main positive subjects: DE is appropriate to the low availability of time; self-management knowledge; and the possibility of interaction. On the other hand, some course participants emphasized that the interaction is lower than they would like. Another negative aspect was the difficult with computational tool. We found that the settings are quite general and not specific to the scope of biological knowledge when we investigated the perceptions about the teaching of Biology/Ecology offered in distance education. Thus, we found as the main viabilities: the approach between school and university, the dialogue between present education and DE, the ability to undertake virtual experimentation and use of virtual games, the diversity of knowledge and easy access to the most current scientific literature. In relation to the difficulties, the teachers emphasized the absence of field activities and a sense of isolation. Thinking on the main teacher knowledge built over the discipline of Ecology, we showed, based on the analysis of the perception of teachers, the following knowledge categories already defined by Shulman: teaching content knowledge; general pedagogical knowledge, knowledge educational curriculum, and knowledge of educational purposes. From our data, we also proposed a new category of knowledge related to information and communication technology. We believe that the present research has contributed to expand knowledge about perception and the construction of teacher knowledge in the continuing education of biology teachers in DE courses. We hope that our findings and reflections can support the work of those who work in the preparation, supervision and mentoring of teacher training courses in DE, particularly in the Biology area.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The disorderly growth of urban areas, stimulated by the industrialization process, has generated social, economic, cultural and environmental problems. It is necessary to analyze cities as urban ecosystems highly dependent on natural ecosystems. Therefore, it can be said that this relationship is harmful, since the resources extracted from the natural to the urban environment are not always replaced and the waste produced in the cities is not recycled for the most part. This fact results in the degradation of the environment, which harms not only the remnants of natural ecosystems in them still inserted, but also the quality of life of their populations. In this context, the school can contribute to the formation of critical citizens and committed to maintaining the quality of the environment in which they live. For this reason, the main objective of this research was to evaluate the contribution of the approach of urban ecosystems in the school Ecology education of the state education network, located in the vicinity of the Environmental Protection Area Morro do Urubu, in the city of Aracaju, SE. In order to do so, a didactic sequence was constructed and evaluated, which included three stages: 1) Pre-construction, in which Biology teachers and high school students in the school (s) in question were consulted in order to necessary information for the preparation of the material; 2) Construction proper of the prototype of the didactic sequence; and 3) Postconstruction which, in turn, was divided into three moments: pre-evaluation of the prototype by teachers of Biology of Basic Education and Higher Education for its improvement and adequacy; application of this didactic material in the 3rd year of high school in one of the participating schools; and final evaluation by students and teacher of Biology responsible for the class. The inclusion of urban environments in the teaching of Ecology seemed to be well received by teachers of Biology, since they consider most of the contents of this science susceptible to this approach. The students showed a greater interest in areas that involve human biology, an optimistic data for the proposal of inserting the human species in the subjects of Ecology as one of the elements belonging to ecological relations. In addition, these students showed little knowledge about the APA in question. From these and other information obtained by these subjects, the teaching sequence proposal consisted of five classes that deal with the following topics: Ecological concepts; Biogeochemical cycles; Chain and Food Web; Ecological Relations; and Ecology of Populations and Communities. In all these classes, urban and local ecosystems are presented as part of the reality of the students involved, in order to contextualize the content of Ecology and sensitize them about the environmental problems that occur in this region. After the improvement made in the didactic sequence based on the criticisms and suggestions of the two groups of teachers participating in the research, this material was applied and evaluated by the students and the teacher in charge of the class. The classes were applied in eight meetings. Despite some setbacks to the development of the proposed activities, such as the time available, the structure of the school and the lack of interest of some students in the class to participate in the discussions, it can be said that this didactic sequence has a certain potential for the learning of ecological content to make sense to students. This is because the vast majority of these have evaluated activities satisfactorily, taking into account the interaction, dynamics and learning of new knowledge. In addition, it can be seen that, at the end of the interventions, some of them managed to perceive themselves as integrators and transformers of ecosystems, insofar as, both in the assessments of activities and in their considerations about what they called them the most attention in the subjects of Ecology and in the application of this science in everyday life, have made relations between human beings and the environments in which they live, especially the urban. / O crescimento desordenado das áreas urbanas, estimulado pelo processo de industrialização, gerou problemas sociais, econômicos, culturais e ambientais. É necessário analisar as cidades como ecossistemas urbanos altamente dependentes dos ecossistemas naturais. Sendo assim, pode-se dizer que esta relação é prejudicial, uma vez que os recursos extraídos do ambiente natural para o urbano nem sempre são substituídos e os resíduos produzidos nas cidades não são reciclados em sua maior parte. Esse fato resulta na degradação do meio ambiente, o que prejudica não só os remanescentes de ecossistemas naturais neles ainda inseridos, mas também a qualidade de vida de suas populações. Nesse contexto, a escola pode contribuir para a formação de cidadãos críticos e comprometidos com a manutenção da qualidade do meio em que vivem. Por esta razão, o objetivo principal desta pesquisa foi avaliar a contribuição da abordagem de ecossistemas urbanos no ensino de Ecologia de escola da rede estadual de educação, localizada nas proximidades da Área de Proteção Ambiental Morro do Urubu, na cidade de Aracaju, SE. Para isso, foi construída e avaliada uma sequência didática que contou três etapas: 1) Pré-construção, em que professores/as de Biologia e alunos/as do Ensino Médio da/s escola/s em questão foram consultados/as, no intuito de obter informações necessárias para a elaboração do material; 2) Construção propriamente dita do protótipo da sequência didática; e 3) Pós-construção que, por sua vez, foi dividida em três momentos: pré-avaliação do protótipo por professores/as de Biologia da Educação Básica e do Ensino Superior para o seu aperfeiçoamento e adequação; aplicação desse material didático em turma do 3º ano do Ensino Médio de uma das escolas participantes da pesquisa; e avaliação final por parte de discentes e de docente de Biologia responsável pela turma. A inserção dos ambientes urbanos no ensino de Ecologia pareceu ser bem recebida pelos/as professores/as de Biologia, na medida em que consideram a maioria dos conteúdos dessa ciência suscetíveis a essa abordagem. Os/as discentes demonstraram maior interesse por áreas que envolvem a biologia humana, um dado otimista para a proposta de inserir a espécie humana nos assuntos de Ecologia como um dos elementos pertencentes às relações ecológicas. Além disso, estes/as alunos/as demonstraram pouco conhecimento a respeito da APA em questão. A partir destas e de outras informações obtidas por esses sujeitos, a proposta de sequência didática consistiu em cinco aulas que abordam os seguintes temas: Conceitos ecológicos; Ciclos Biogeoquímicos; Cadeia e Teia Alimentar; Relações Ecológicas; e Ecologia de Populações e Comunidades. Em todas essas aulas, os ecossistemas urbanos e locais são apresentados como parte da realidade dos/as alunos/as envolvidos/as, a fim de contextualizar o conteúdo da Ecologia e sensibilizá-los sobre os problemas ambientais que ocorrem nesta região. Após a melhoria realizada na sequência didática a partir das críticas e sugestões dos dois grupos de docentes participantes da pesquisa, esse material foi aplicado e avaliado pelos/as alunos/as e docente responsável pela turma. As aulas foram aplicadas em oito encontros. Apesar de alguns contratempos para o desenvolvimento das atividades propostas, como, o tempo disponível, a estrutura da escola e a falta de interesse de alguns/as alunos/as da turma em participar das discussões, pode-se dizer que essa sequência didática possui certo potencial para que a aprendizagem dos conteúdos ecológicos faça sentido aos/as estudantes. Isto porque a grande maioria destes/as avaliaram as atividades satisfatoriamente, levando em consideração a interação, a dinâmica e a aprendizagem de novos conhecimentos. Além disso, pode-se perceber que, ao final das intervenções, parte deles/as conseguiu percebe-se como integrantes e transformadores dos ecossistemas, na medida em que, tanto nas avaliações das atividades, como em suas considerações sobre o que lhes chamaram mais atenção nos assuntos de Ecologia e na aplicação desta ciência em no cotidiano, fizeram relações entre os seres humanos e os ambientes em que vivem, principalmente, o urbano. / São Cristóvão, SE

A presente pesquisa visou ampliar os conhecimentos sobre a percepção docente e a construção de conhecimentos na formação continuada de professores de Biologia em cursos oferecidos na modalidade Educação a Distância (EaD). Os sujeitos desta pesquisa são 47 professores/cursistas que participaram da Disciplina Ecologia do curso de Especialização em Ensino de Biologia (EspBio)/2010 da Rede São Paulo de Formação docente (RedeFor). Os objetivos específicos foram: (1) identificar as percepções gerais desses professores/cursistas sobre a Educação a Distância quando associada às Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC); (2) conhecer suas percepções sobre as viabilidades e dificuldades do Ensino de Biologia, mais especificamente Ecologia, na modalidade EaD; (3) investigar os conhecimentos docentes construídos através da disciplina Ecologia, oferecida na modalidade EaD, frente às percepções dos professores/cursistas. A investigação teve natureza basicamente qualitativa. Foram utilizados como instrumentos de coleta de dados dois questionários, postados no próprio Ambiente Virtual de Aprendizagem. Quantos aos dois primeiros objetivos, analisamos os dados utilizando categorização aberta proposta por Strauss e Corbin (2008), visando extrair significado das respostas obtidas com tais questionários. No caso da investigação dos conhecimentos docentes (terceiro objetivo) fizemos uso da categorização proposta por Shulman (1987). Dentre as percepções gerais dos professores/cursistas sobre EaD, podemos destacar como os principais pontos positivos o fato da EaD ser adequada à baixa disponibilidade de tempo e a auto-gestão do conhecimento, bem como possibilitar interação. Por outro lado, alguns cursistas ressaltam que a interação é menor do que gostariam. Outro aspecto negativo relacionase ao pouco domínio da ferramenta computacional. Ao investigarmos as percepções do cursistas sobre o Ensino de Biologia/Ecologia oferecido em EaD, identificamos que as colocações são bastante gerais e não específicas para o escopo do conhecimento biológico. Assim, encontramos como principais viabilidades: a aproximação entre escola e universidade, o diálogo entre modalidade presencial e a distância, a possibilidade de empreender experimentação virtual, bem como utilização de jogos virtuais, a diversidade de conhecimentos e o fácil acesso à produção científica mais atual. Já com relação às dificuldades, os professores/cursistas enfatizaram a ausência das atividades de campo e uma sensação de isolamento. Pensando-se nos principais conhecimentos docentes construídos ao longo da disciplina de Ecologia, podemos destacar, a partir da análise da percepção dos professores/cursistas, a ocorrência dos seguintes conhecimentos já definidos por Shulman: conhecimento do conteúdo de ensino; conhecimento pedagógico geral; conhecimento pedagógico do currículo; e conhecimento dos fins educacionais. A partir de nossos dados, propomos ainda uma nova categoria de conhecimento, relacionado às tecnologias da informação e comunicação. Acreditamos que esta pesquisa contribuiu, ainda que de forma introdutória, para ampliar os conhecimentos sobre a percepção docente e a construção de conhecimentos na formação continuada de professores de Biologia em cursos oferecidos na modalidade EaD. Esperamos que nossos achados e reflexões possam subsidiar o trabalho daqueles que atuam na elaboração, supervisão e tutoria de cursos de formação de professores em EaD, principalmente na área de Biologia, onde há um vasto campo de pesquisa. / This research aimed to increase knowledge about perception and the construction of teacher knowledge in the continuing education of biology teachers in Distance Education (DE) courses. We focus our research on 47 teachers who participated in the discipline of Ecology at a specialization course about Biology Teaching/2010 of the Rede São Paulo de Formação docente (RedeFor). The specific objectives were: (1) identify the general perceptions of these teachers about distance education when combined with Information and Communication Technologies (ICT); (2) understand their perceptions about difficulties and viabilities related to teaching Biology, more specifically Ecology, in distance education; and (3) investigating teacher knowledge built through the discipline of Ecology, offered on a distance education course, based on the perceptions of teachers/students. The research has a primarily qualitative nature. Were used as instruments of data collection two questionnaires posted on Virtual Learning Environment. About the first and second objectives, we analyzed the data using open categorization proposed by Strauss and Corbin (2008) to extract meaning from the responses to such questionnaires. We used the categorization proposed by Shulman (1987) to investigate the knowledge teachers (third objective). About the general perceptions of teacher students on distance education, we highlight, as the main positive subjects: DE is appropriate to the low availability of time; self-management knowledge; and the possibility of interaction. On the other hand, some course participants emphasized that the interaction is lower than they would like. Another negative aspect was the difficult with computational tool. We found that the settings are quite general and not specific to the scope of biological knowledge when we investigated the perceptions about the teaching of Biology/Ecology offered in distance education. Thus, we found as the main viabilities: the approach between school and university, the dialogue between present education and DE, the ability to undertake virtual experimentation and use of virtual games, the diversity of knowledge and easy access to the most current scientific literature. In relation to the difficulties, the teachers emphasized the absence of field activities and a sense of isolation. Thinking on the main teacher knowledge built over the discipline of Ecology, we showed, based on the analysis of the perception of teachers, the following knowledge categories already defined by Shulman: teaching content knowledge; general pedagogical knowledge, knowledge educational curriculum, and knowledge of educational purposes. From our data, we also proposed a new category of knowledge related to information and communication technology. We believe that the present research has contributed to expand knowledge about perception and the construction of teacher knowledge in the continuing education of biology teachers in DE courses. We hope that our findings and reflections can support the work of those who work in the preparation, supervision and mentoring of teacher training courses in DE, particularly in the Biology area.

Considering the broader goals of education, mainly to provide conditions for the full exercise of citizenship, this dissertation aims to contribute to the formation of critical citizens, through the use of this approach in the STSE Education Ecology. For the development of this research, it was considered necessary to meet teachers’ conceptions of the municipalities where the research was carried out (Lagarto, Salgado e Boquim) before discussing teaching Ecology facing the STSE approach, since the evaluation of teachers about the interrelationships STSE has a direct influence on their teaching methodology (FIRME & AMARAL, 2008). Among the results of this initial investigation, we highlight the fact that the majority of teachers whose main difficulty in inserting STSE themes in teaching Ecology, lack of collateral. In this context, we realized the need to offer the teacher an option to enter the STSE focus on Ecology unit in the third grade of high school in order to contribute to the formation of critical citizens. Was then prepared by the researcher, a teaching sequence on the subject, and this was assessed by both teachers of state schools where the research was carried out, as by professors from top schools, and after the necessary adjustments in the material, this was returned to basic education teachers for use in their teaching. We conclude that the majority of teachers who participated in the survey, presents “plausible” views on all the issues discussed on the interrelationships STSE. However, these concepts do not seem to reflect on the assumptions of an indifferent approach STSE pedagogical practice. It is noticed that there is significant difference between teachers in urban and rural municipalities. It appears that the elaborate instructional sequence is a good teaching strategy and adequately addresses the relationships between Science, Technology, Society and Environment. In his speeches, teachers seek to address controversial issues in lessons of Ecology, considering both interesting and able to attract the attention of students, how to be a recurring theme of evidence NHSE. Teachers highlighted the lack of interest by students of subjects related to the environment, and the need to recover the sense of them critical. In sum, it is expected that the instructional sequence developed, will be used by teachers who participated in the survey and may contribute to the formation of critical citizens with a broader understanding of issues involving Science, Technology, Society and environment. If this occurs, the results of this study may have some effect on the reality of scientific research and science education. / Considerando os objetivos mais amplos da educação, principalmente dar condições para o exercício pleno da cidadania, esta dissertação tem como objetivo propor formas para a abordagem do enfoque CTSA no Ensino de Ecologia. Para o desenvolvimento desse trabalho, considerou-se necessário conhecer as concepções dos professores dos municípios onde a pesquisa se desenvolveu (Lagarto, Salgado e Boquim), uma vez que, a avaliação dos mesmos sobre as inter-relações CTSA tem influência direta na sua metodologia de ensino (FIRME & AMARAL, 2008). Entre os resultados dessa pesquisa inicial, chamou atenção o fato de que a maioria dos professores tem como principal dificuldade, em inserir temas CTSA no ensino de Ecologia, a falta de material de apoio. Nesse contexto, percebeu-se a necessidade de oferecer ao professor, uma opção para inserir tal enfoque na unidade de Ecologia na terceira série do ensino médio, a fim de contribuir com a formação de cidadãos críticos. Foi então, elaborada pela pesquisadora, uma sequência didática sobre o tema, e esta foi avaliada tanto por professores da rede estadual de ensino, onde a pesquisa se desenvolveu, quanto por professores da rede superior de ensino, e após os devidos ajustes no material, este foi devolvido aos professores da educação básica para a utilização na sua prática pedagógica. Conclui-se que a maioria dos professores que participaram da pesquisa, apresenta concepções plausíveis, segundo o questionário VOSTS, em quase todos os temas discutidos sobre as inter-relações CTSA. Contudo, essas concepções não parecem refletir em uma prática pedagógica indiferente aos pressupostos desse enfoque. Percebe-se que, há certa diferença entre os professores da zona urbana e rural dos municípios, no que se refere ao ensino de Ecologia. Constata-se que a sequência didática elaborada representa uma boa estratégia de ensino e aborda de forma adequada, as relações entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente. Em seus discursos, os professores procuram abordar temas polêmicos nas aulas de Ecologia, tanto por considerar interessante e capaz de atrair a atenção dos alunos, quanto por ser um tema recorrente das provas de ENEM. Os professores destacaram a falta de interesse pelos alunos, de assuntos relacionados ao ambiente, e a necessidade de resgatar o senso crítico deles. Em suma, espera-se que a sequência didática elaborada, venha a ser utilizada pelos professores que participaram da pesquisa e possa contribuir para a formação de cidadãos críticos, com uma compreensão mais ampla dos temas que envolvem a Ciência, a Tecnologia, a Sociedade e o Ambiente. Caso isso ocorra, os resultados do presente estudo poderão ter algum efeito sobre a realidade da pesquisa científica e do ensino de Biologia.