MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO FUNDAMENTAL
 
 
 

PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS

TERCEIRO E QUARTO CICLOS DO ENSINO FUNDAMENTAL
 
 
 
 
 

Ciências Naturais
 

Versão preliminar para discussão nacional
Brasília
Outubro/1997
 
FICHA TÉCNICA

Coordenação
Célia Maria Carolino Pires
Maria Tereza Perez Soares

Elaboração
Maria Cecilia Guedes Condeixa
Maria Teresinha Figueiredo
Maria Isabel Iório Soncini

Consultoria
Luís Carlos de Menezes
Luiz Marcelo de Carvalho
Marta Maria C. A. Pernambuco
Nélio Bizzo
Otavio Aloisio Maldaner

Assessoria para Astronomia
Romildo Póvoa Faria
 
 
 
 
 

 OBJETIVOS GERAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL

Os Parâmetros Curriculares Nacionais indicam como objetivos do ensino fundamental que os alunos sejam capazes de:

· compreender a cidadania como participação social e política, assim como exercício de direitos e deveres políticos, civis e sociais, adotando, no dia-a-dia, atitudes de  solidariedade, cooperação e repúdio às injustiças, respeitando o outro e exigindo para si o mesmo respeito;
· posicionar-se de maneira crítica, responsável e construtiva nas diferentes situações sociais, utilizando o diálogo como forma de mediar conflitos e de tomar decisões coletivas;
· conhecer características fundamentais do Brasil nas dimensões sociais, materiais e culturais como meio para construir progressivamente a noção de identidade nacional e pessoal e o sentimento de pertinência ao país;
· conhecer e valorizar a pluralidade do patrimônio sociocultural brasileiro, bem como aspectos socioculturais de outros povos e nações, posicionando-se contra qualquer discriminação baseada em diferenças culturais, de classe social, de crenças, de sexo, de etnia ou outras características individuais e sociais;
· perceber-se integrante, dependente e agente transformador do ambiente, identificando seus elementos e as interações entre eles, contribuindo ativamente para a melhoria do meio ambiente;
· desenvolver o conhecimento ajustado de si mesmo e o sentimento de confiança em suas capacidades afetiva, física, cognitiva, ética, estética, de inter-relação pessoal e de inserção social, para agir com perseverança na busca de conhecimento e no exercício da cidadania;
· conhecer e cuidar do próprio corpo, valorizando e adotando hábitos saudáveis como um dos aspectos básicos da qualidade de vida e agindo com responsabilidade em relação à sua saúde e à saúde coletiva;
· utilizar as diferentes linguagens - verbal, matemática, gráfica, plástica e corporal - como meio para produzir, expressar e comunicar suas idéias, interpretar e usufruir das produções culturais, em contextos públicos e privados, atendendo a diferentes intenções e situações de comunicação;
· saber utilizar diferentes fontes de informação e recursos tecnológicos para adquirir e construir conhecimentos;
· questionar a realidade formulando-se problemas e tratando de resolvê-los, utilizando para isso o pensamento lógico, a criatividade, a intuição, a capacidade de análise crítica, selecionando procedimentos e verificando sua adequação.
 
Sumário

Apresentação

1ª  PARTE

2ª PARTE
 

 Bibliografia

Ciências Naturais no Ensino Fundamental
Breve histórico do ensino de Ciências Naturais
 O ensino de Ciências Naturais, ao longo de sua curta história na escola fundamental, tem se orientado por diferentes tendências que ainda hoje se expressam nas salas de aula. Ainda que resumidamente, vale a pena reunir fatos e diagnósticos que não perdem sua importância como parte de um processo.
 Até a promulgação da Lei de Diretrizes e Bases 4.024/1961, ministravam-se aulas de Ciências Naturais apenas nas duas últimas séries do antigo curso ginasial. Essa lei estendeu a obrigatoriedade do ensino da disciplina a todas as séries ginasiais. Apenas a partir de 1971, com a lei n.º 5.692, Ciências passa a ter caráter obrigatório nas oito séries do primeiro grau.
 Quando foi promulgada a LDB 4.024/61, o cenário escolar era dominado pelo ensino tradicional, ainda que esforços de renovação estivessem em processo. Aos professores cabia a transmissão de conhecimentos acumulados pela humanidade, através de aulas expositivas, e aos alunos a absorção das informações. No ambiente escolar, existia a forte tendência de conceber o conhecimento científico como neutro, do ponto de vista político-ideológico, sem colocar em questão a verdade científica. A qualidade do curso era definida pela quantidade de conteúdos trabalhados. O principal recurso de estudo e avaliação era o questionário, ao qual os alunos deveriam responder detendo-se nas idéias apresentadas em aula ou no livro didático escolhido pelo professor.
As propostas para o ensino de Ciências debatidas para a confecção da lei de 1961 orientavam-se pela necessidade de o currículo responder ao avanço do conhecimento científico e às demandas geradas por influência da Escola Nova. Essa tendência deslocou o eixo da questão pedagógica, dos aspectos puramente lógicos para aspectos psicológicos, valorizando a participação ativa do aluno no processo de aprendizagem. Objetivos preponderantemente informativos deram lugar a objetivos também formativos. As atividades práticas passaram a representar importante elemento para a compreensão ativa de conceitos, mesmo que sua implementação prática tenha sido difícil, em escala nacional.
A preocupação em desenvolver atividade experimental começou a ter presença marcante nos projetos de ensino e nos cursos de formação de professores. As atividades práticas chegaram a ser proclamadas como a grande solução para o ensino de Ciências, as grandes facilitadoras do processo de transmissão do saber científico. O objetivo fundamental do ensino de Ciências passou a ser o de dar condições para o aluno identificar problemas a partir de observações sobre um fato, levantar hipóteses, testá-las, refutá-las e abandoná-las quando fosse o caso, trabalhando de forma a tirar conclusões sozinho. Em uma das estratégias propostas para atingir esses objetivos, acreditava-se que o aluno deveria ser capaz de "redescobrir" o já conhecido pela ciência, apropriando-se da sua forma de trabalho, compreendida então como "o método científico", uma seqüência quase caricatural de etapas preestabelecidas. É com essa perspectiva que se buscava, naquela ocasião, a democratização do conhecimento científico, reconhecendo-se a importância da vivência científica não apenas para eventuais futuros cientistas, mas também para o cidadão comum.
É inquestionável a importância das discussões ocorridas nesse período para a mudança de mentalidade do professor, que começa a assimilar, mesmo que num plano teórico, novos objetivos para o ensino de Ciências Naturais. Porém, a aplicação efetiva dos projetos em sala de aula acabará se dando apenas em algumas localidades. Mesmo nesses casos, não eram aplicados na sua totalidade, e muitas vezes ocorriam distorções. É o caso da aplicação de material instrucional composto por textos e atividades experimentais, em que se "pulavam" as atividades e estudavam-se apenas os textos, também porque faltava espaço e equipamento adequado a certas atividades experimentais que requeriam laboratórios  equipados.
A ênfase no "método científico", acompanhou durante muito tempo os objetivos do ensino de Ciências Naturais, levando alguns professores a, inadvertidamente, identificarem metodologia científica com metodologia do ensino de Ciências. As concepções de produção do conhecimento científico e de aprendizagem das Ciências subjacentes a essa tendência eram de cunho empirista/indutivista: a partir da experiência direta com os fenômenos naturais, seria possível descobrir as leis da natureza. consideradas, então, como verdades estabelecidas.
Durante a década de 80, pesquisadores do ensino de Ciências Naturais puderam demonstrar o que professores já reconheciam em sua prática: o simples fato de experimentar não garantia a aprendizagem dos conhecimentos científicos.
O modelo desenvolvimentista posterior à  Segunda Guerra Mundial caracterizou-se pelo incentivo à industrialização acelerada, ignorando-se os custos sociais e ambientais desse desenvolvimento. Problemas ambientais que antes pareciam ser apenas do Primeiro Mundo passaram a ser realidade reconhecida de todos os países, inclusive do Brasil. Os problemas relativos ao meio ambiente e à saúde começaram a ter presença nos currículos de Ciências Naturais, mesmo que abordados em diferentes níveis de profundidade.
Nesse contexto, foram abaladas as crenças na neutralidade da Ciência e a confiança ingênua no desenvolvimento tecnológico como solução de todos os problemas. O que era aparentemente consensual deu lugar à discussão, até mesmo nas salas de aula. Em parte como decorrência dessa discussão, surge no ensino de Ciências Naturais uma tendência, conhecida como "Ciência, Tecnologia e Sociedade" (CTS), que tomou vulto nos anos 80 e é importante até os dias de hoje. No âmbito da pedagogia geral, as discussões sobre as relações entre educação e sociedade se associam a tendências progressistas, que no Brasil se organizaram em correntes importantes, como a Educação Libertadora, Dialógica, e a denominada Crítico-Social dos Conteúdos. Foram correntes que influenciaram o ensino de Ciências, em paralelo à CTS, enfatizando conteúdos socialmente relevantes e processos de discussão coletiva de temas e problemas de significado e importância reais.
A partir dos anos 70 questionou-se tanto a abordagem quanto a organização dos conteúdos. A produção de programas pela justaposição de conteúdos de Biologia, Física, Química e Geociências começou a dar lugar a um ensino que integrasse os diferentes conteúdos, buscando-se um caráter interdisciplinar, o que tem representado importante desafio para a didática da área. Se propostas inovadoras como essas trouxeram renovação de conteúdos e métodos, na realidade persistiam velhas práticas e toda essa discussão continuava restrita a uma minoria e pouco alcançava a maior parte das salas de aula.
Nos anos 80, a análise do processo educacional passou a ter como tônica o processo de construção do conhecimento científico pelo aluno. Diversas pesquisas, realizadas desde a década anterior, comprovaram que os estudantes possuíam idéias, muitas vezes bastante elaboradas, sobre os fenômenos naturais, tecnológicos e outros, e suas relações com os conceitos científicos. Essas idéias podem ser entendidas como "concepções prévias", ou seja, que não dependem do ensino formal da escola para serem construídas ativamente pelos estudantes em seu meio social. Essas concepções prévias dos estudantes não eram levadas em conta seriamente no contexto escolar, o que passou a ser uma das recomendações mais freqüentes aos professores. Foi possível evidenciar, em diversos casos, que a dificuldade em ensinar determinados conteúdos residia, sobretudo, na falta de conhecimento que o professor tinha sobre as idéias de seus alunos, que permaneciam inalteradas a despeito de estudo sistemático dos modelos científicos.
A História e a Filosofia da Ciência têm sido muito utilizadas nesses estudos, pois acredita-se que o conhecimento das teorias do passado pode ajudar a compreender as concepções dos estudantes do presente, além de poder trazer opções metodológicas e didáticas aos professores. Por exemplo, ao ensinar evolução biológica é importante que o professor conheça as idéias de seus alunos a respeito do assunto, que podem ser interpretadas como de tipo lamarckista. O mesmo pode ser dito do estudo sobre o movimento dos corpos, em que é freqüente encontrar noções de tipo aristotélico entre os alunos.
As pesquisas acerca do processo de ensino-aprendizagem levaram a várias propostas metodológicas, diversas delas reunidas sob a denominação de construtivismo. Pressupõem que o aprendizado se dá pela interação professor/alunos/conhecimento, ao se estabelecer um diálogo entre as idéias prévias dos alunos e a visão científica atual, com a mediação do professor.
As diferentes propostas reconhecem hoje que os valores humanos não são alheios ao aprendizado científico e que a Ciência deve ser apreendida em suas relações com a Tecnologia, com as questões sociais e ambientais. As novas teorias de ensino, não importando quão debatidas possam ser entre seus pesquisadores, continuam longe de ser uma presença efetiva em grande parte de nossa educação fundamental.

Por que ensinar Ciências Naturais no ensino fundamental
Ciências Naturais e Cidadania

A crescente participação da tecnologia na vida cotidiana do cidadão e a contínua transformação do sistema de produção pela dinâmica científico-tecnológica vem alterando as relações sociais e as relações ser humano/natureza. Isso tudo demanda, além de  compreensão prática, uma percepção crítica da Ciência, em todas as suas implicações.
Mostrar a Ciência como elaboração humana para uma compreensão do mundo e como meio para promover transformações é uma meta para o ensino da área na escola fundamental. Seus conceitos e procedimentos podem contribuir para o questionamento do que se vê e se ouve, para interpretar os fenômenos da natureza, para compreender como a sociedade nela intervém utilizando seus recursos e criando um novo meio social e tecnológico. É importante que se supere a postura que apresenta o ensino de Ciências como sinônimo da mera descrição de suas teorias e experiências, sem refletir sobre seus aspectos éticos, culturais e de suas relações com o mundo do trabalho.
Durante muitos séculos, o ser humano se imaginou no centro do Universo, com a natureza à sua disposição e apropriou-se de seus processos, alterou seus ciclos, redefiniu seus espaços, mas acabou deparando com uma crise ambiental que coloca em risco a vida do planeta, inclusive a humana. Na educação contemporânea, o ensino de Ciências Naturais é uma das áreas onde se pode contribuir para uma reconstrução da relação ser humano/natureza em outros termos. A idéia de que o aprendizado deve estar centrado no fazer e no pensar ativo e crítico do aluno tem também essa dimensão de desenvolver uma consciência social e planetária.
Um conhecimento maior sobre a vida e sobre sua condição singular na natureza permite ao aluno se posicionar acerca de questões polêmicas como os desmatamentos, o acúmulo de poluentes e a manipulação gênica. Deve poder ainda perceber a vida humana, seu próprio corpo como um todo dinâmico, que interage com o meio em sentido amplo. Tanto a herança biológica quanto as condições culturais, sociais e afetivas refletem-se na arquitetura do corpo, de tal forma que não se pode considerá-lo uma máquina, pois cada ser humano é único, como único é seu corpo. Nessa perspectiva, a área de Ciências pode contribuir para a percepção da integridade pessoal e na formação da auto-estima, da postura de respeito ao próprio corpo e ao dos outros, para o entendimento da saúde como um valor pessoal e social, e para a compreensão da sexualidade humana sem preconceitos.
Conviver com produtos científicos e tecnológicos é algo hoje universal, mas que não significa conhecer seus processos de produção e distribuição. A falta de informação científico-tecnológica pode comprometer a própria cidadania, deixada à mercê do mercado e da publicidade. Mais do que em qualquer época do passado, para o consumo ou para o trabalho, cresce o conhecimento necessário para interpretar e avaliar informações, até mesmo para poder participar e julgar decisões políticas.
O ensino de Ciências Naturais também é espaço de expressão e comparação entre as explicações espontâneas dos alunos e aquelas elaboradas pela ciência contemporânea e de outras épocas e culturas. Assim, é possível favorecer o desenvolvimento de postura reflexiva e investigativa, de não aceitação a priori de idéias e informações, assim como a percepção dos limites de cada modelo explicativo, inclusive dos modelos científicos, colaborando para a construção da autonomia de pensamento e de ação.
Considerando a obrigatoriedade do ensino fundamental no Brasil, não se pode pensar no ensino de Ciências como propedêutico, voltado apenas para o futuro distante. A criança não é só cidadã do futuro, mas já é cidadã hoje e, nesse sentido, conhecer Ciência é ampliar a sua possibilidade presente de participação social e desenvolvimento mental, para assim viabilizar sua capacidade plena de exercício da cidadania.

Caracterização do conhecimento em Ciências Naturais e Tecnologia

Não se pretende traçar considerações aprofundadas acerca de cada uma dessas atividades humanas, das interações entre elas e de seu desenvolvimento histórico. Mas é intenção deste texto oferecer aos educadores alguns elementos que lhes permitam compreender as dimensões do fazer científico, sua relação de mão dupla com o tecnológico e o caráter não neutro desses fazeres humanos.
O conhecimento da natureza não se faz por mera acumulação de informações e interpretações, embora o processo de acumulação, de herança cultural tenha grande significado. Algumas designações e explicações em muitos ramos das Ciências Naturais são as mesmas da Grécia antiga, embora seu percurso tenha rupturas e delas dependa. Quando novas teorias são aceitas, convicções antigas são abandonadas em favor de novas, os mesmos fatos são descritos em novos termos criando-se novos conceitos, um mesmo aspecto da natureza passa a ser explicado segundo uma nova compreensão geral. As Ciências Naturais buscam compreender a natureza, gerar representações do mundo — como se entende o universo, o espaço, o tempo, a matéria, o ser humano, a vida —, descobrir e explicar novos fenômenos naturais, organizar e sintetizar o conhecimento em teorias continuamente debatidas e modificadas pelas comunidades científicas.
Na história das Ciências são notáveis as transformações na compreensão dos diferentes fenômenos da natureza especialmente a partir do século XVI, quando começam a surgir os paradigmas da Ciência Moderna. Esse processo tem início na Astronomia, através dos trabalhos de Copérnico, Kepler e Galileu (séculos XVI e XVII) que, de posse de novas idéias e de dados mais precisos obtidos pelo aperfeiçoamento dos métodos e instrumentos, reinterpretam as observações celestes e propõem o modelo heliocêntrico, que desloca definitivamente a Terra do centro do Universo.
Newton (século XVII), a partir dos trabalhos de outros pensadores, como Galileu e Kepler, formulou a Mecânica apoiada em um modelo matemático rigoroso, que foi hegemônico até o século passado. A Termodinâmica surgiu (século XVIII) com a primeira revolução industrial, da sistematização da operação de máquinas térmicas, assim como o Eletromagnetismo (sec.XIX), sistematizado por Maxwell, surgiu com a segunda revolução industrial, com a disseminação da iluminação e dos motores elétricos. A Física moderna, com a Relatividade e a Mecânica Quântica (séc. XX), constitui a base da da terceira revolução industrial, em particular da microeletrônica, da robótica e dos computadores.
Na Química, a teoria da combustão pela participação do gás oxigênio, formulada por Lavoisier (século XVIII), teve importante papel na solução dos debates da época e é considerada a pedra angular da revolução do pensamento químico. O novo pensamento foi possível também pela introdução de uma nova linguagem química para representar as substâncias e suas transformações, à medida que se consolidavam as idéias da existência de partículas fundamentais da matéria, o que constituiu a base para a síntese de novas substâncias, como plásticos, fertilizantes e medicamentos.
Lyell (século XIX) leva adiante a teorização acerca da crosta terrestre, entendida como camadas geológicas de diferentes idades, contribuindo para a concepção de que os ambientes da Terra se formaram por uma evolução contínua atuando por longos períodos de tempo. Inspirado também pela geologia de Lyell, Charles Darwin elaborou uma teoria da evolução que possibilitou uma interpretação geral para o fenômeno da diversidade da vida, fundada nos conceitos de adaptação e seleção natural. Sua teoria levava em consideração conhecimentos de Geologia, Botânica, Zoologia, Paleontologia e Embriologia, e muitos dados colhidos em diferentes regiões do mundo. Ainda no século XIX, Pasteur faz avançar o conhecimento sobre a reprodução de microrganismos e desenvolve técnicas de produção de soro anti-rábico e de produção de bebidas fermentadas. Com o desenvolvimento da Genética e da Biologia Molecular (século XX) tem sido possível a engenharia genética.
Não foi sem debates e controvérsias que se instalaram essas verdadeiras revoluções do conhecimento, que não se restringiram apenas ao âmbito interno das Ciências, mas que interagem com o pensar filosófico e social e a sociedade em geral, até porque há uma ampla rede de relações entre a produção científica e o contexto social, econômico e político. Ao longo da história é possível verificar que a formulação e o sucesso das diferentes teorias científicas estão associados a seu momento histórico.
Neste século presencia-se um intenso processo de criação científica, inigualável a tempos anteriores. A associação entre Ciência e Tecnologia se estreita, assegurando a parceria em resultados: os semicondutores propiciam a informática, a engenharia genética produz novas espécies vegetais e animais com características previamente estipuladas, o conhecimento das microestruturas da matéria permite conceber e criar novos materiais com características desejadas. Nunca houve de fato uma divisão precisa entre o conhecimento científico e o desenvolvimento de tecnologia para a produção e para a vida em geral. Isso valeu para a roda d’água medieval, para a pasteurização de alimentos, para a indústria farmacêutica e química, para o motor elétrico do século passado e continua valendo para o desenvolvimento do laser, da imunologia e dos semicondutores neste século.
Atualmente, em meio à industrialização intensa e à urbanização absurdamente concentrada, também potenciadas pelos conhecimentos científicos e tecnológicos, conta-se com a sofisticação da medicina científica das tomografias computadorizadas e com a enorme difusão da teleinformática. Ao mesmo tempo, convive-se com ameaças como o buraco na camada de ozônio, a bomba atômica, a fome, as doenças endêmicas não controladas e as decorrentes da poluição. A associação entre Ciência e Tecnologia se amplia, tornando-se mais presente no cotidiano e modificando, cada vez mais, o mundo e o próprio ser humano.
As idéias herdadas da cultura clássica revelam-se insuficientes para explicar fenômenos. Elétrons, por exemplo, consagrados como partículas, comportam-se como ondas ao atravessarem um cristal. A luz, consagrada como onda, pode se comportar como partícula. Essa dualidade onda-partícula é um traço universal do mundo quântico de toda matéria, no âmago cristalino das grandes rochas, na delicada estrutura da informação genética das células vivas. O desenvolvimento da Física quântica mostrou uma realidade que demanda outras representações, que permitem compreender, pela primeira vez, a enorme regularidade das propriedades químicas, ópticas, magnéticas e elétricas dos materiais e desvendar a estrutura microscópica da vida. Na Biologia estabelecem-se modelos para as microscópicas estruturas de construção dos seres, de sua reprodução e de seu desenvolvimento. E, apesar de todos os avanços, debatem-se ainda questões de grande repercussão filosófica e ética, como a origem do Universo e da vida.
 
Aprender e ensinar Ciências Naturais no ensino fundamental

O conhecimento científico e seu processo histórico de produção se desenvolvem na disputa entre teorias freqüentemente contraditórias e distintas concepções de Ciência. Esses campos do conhecimento, como a Astronomia, a Biologia, a Física, as Geociências e a Química são ensinados na academia, tendo por referência as teorias vigentes, altamente sistematizadas e formalizadas. No entanto, não se pode pretender que a estrutura das teorias científicas, em sua complexidade, seja a mesma que organiza o ensino e a aprendizagem de Ciências Naturais no ensino fundamental. As teorias científicas oferecem, isso sim, modelos lógicos e categorias de raciocínio, um painel de objetos de estudo, que são um horizonte para orientar as investigações em aulas e projetos de Ciências Naturais.
Os estudantes, por sua vez, adquirem conhecimentos pela vivência, cultura e senso comum, acerca de muitos conceitos que serão ensinados na escola, o que constitui um dos pressupostos das modernas concepções do aprendizado escolar. O desenvolvimento intelectual e emocional do aluno e a sua formação escolar são relevantes na elaboração/reelaboração desses conhecimentos. Além disso, também o professor mantém muitas idéias de senso comum, ainda que tenha elaborado parcelas do conhecimento científico. Trata-se de desenvolver um diálogo, um debate, entre concepções pré-existentes e novas concepções.
É preciso assim, comparar a visão da Ciência, ou as visões das Ciências, com aquelas espontaneamente construídas pelos interlocutores do processo de aprendizado. Também para dar contexto às relações entre as sociedades humanas e a natureza, podem ser abordadas a História das Ciências, das idéias científicas e das relações do ser humano com os recursos naturais. A dimensão histórica pode ser introduzida mesmo nas séries iniciais, na forma de história das invenções e da ocupação dos ambientes, sendo possível trabalhar aspectos da história das teorias científicas, especialmente nas séries finais.
Na perspectiva de ultrapassar o conhecimento intuitivo e o senso comum, a área de Ciências Naturais é concebida como oportunidade de encontro entre o aluno, o professor e o mundo, reunindo os repertórios de vivências dos alunos, partilhando imagens e negociando palavras e proposições com significados que evoluem. Se a intenção é que os alunos se apropriem do conhecimento científico e desenvolvam a autonomia no pensar e no agir, é importante conceber a relação de ensino e aprendizagem como uma relação entre sujeitos, em que cada um, a seu modo e com determinado papel, está envolvido na construção de uma compreensão dos fenômenos naturais e suas transformações, na vivência de procedimentos de investigação e na formação de atitudes e valores humanos.
Os alunos têm idéias acerca do seu corpo, dos fenômenos naturais e dos modos de realizar transformações no meio; são modelos com uma lógica interna, carregados de símbolos da sua cultura. Convidados a expor suas idéias para explicar determinado fenômeno e a confrontá-las com outras explicações trazidas pelos colegas, pelo professor e outras fontes, eles podem perceber os limites de seus modelos e a necessidade de novas elaborações. Estarão, assim, em movimento de ressignificação. Dizer que o aluno é sujeito de sua aprendizagem significa afirmar que é dele o movimento de ressignificar o mundo, isto é, de construir explicações, mediado pela interação com o professor e outros alunos e pelos instrumentos culturais próprios do conhecimento científico.
Mas esse movimento não é espontâneo; é construído com a intervenção fundamental do professor. É ele quem tem a função social de orientar o caminhar do aluno, criando situações interessantes e significativas, fornecendo informações que permitam a reelaboração e a ampliação dos conhecimentos prévios, propondo articulações entre os conceitos construídos, para organizá-los em um corpo de conhecimentos sistematizados.
Ao longo do ensino fundamental a aproximação ao conhecimento científico se faz gradualmente. Nos primeiros ciclos o aluno elabora repertórios de imagens, fatos e conceitos, sendo que conhecimentos científicos mais estruturados se configuram nos ciclos finais. Ao professor cabe selecionar, organizar e problematizar os conteúdos de modo a possibilitar um avanço no desenvolvimento intelectual do aluno e na sua capacidade de agir sobre a realidade.
Pesquisas têm demonstrado que, muitas vezes, conceitos intuitivos coexistem com conceitos científicos aprendidos na escola. Isto não é negativo; desde que o professor interfira adequadamente, o aluno pode ganhar consciência da coexistência de diferentes sistemas explicativos para o mesmo conjunto de fatos e fenômenos, estando apto a reconhecer e aplicar diferentes domínios de idéias em diferentes situações. Ganhar consciência da existência de diferentes fontes de explicação para as coisas da natureza e do mundo é tão importante quanto aprender conceitos científicos pois, em ambos os casos, propicia-se o desenvolvimento intelectual do aluno.
Sabe-se também que nem sempre os alunos manifestam idéias prévias acerca de um conteúdo a ser estudado. Isso não significa que tal conteúdo não deva ser estudado. Significa, sim, que a intervenção do professor será a de apresentar idéias gerais a partir das quais o processo de investigação, e conseqüente significação, possa se estabelecer. A apresentação de um assunto novo para o aluno também é instigante, e durante as investigações surgem dúvidas, constróem-se representações, buscam-se informações e confrontam-se idéias.
É importante, portanto, que o professor tenha claro que o ensino de Ciências não se resume na apresentação de definições científicas, como em muitos livros didáticos, em geral fora do alcance da compreensão dos alunos. Definições são o ponto de chegada do processo de ensino, aquilo que se pretende que o aluno compreenda e sistematize, ao longo ou ao final de suas investigações.
Da mesma forma que conceitos, procedimentos e atitudes também são aprendidos e construídos pelos alunos através de comparações e discussões mediadas por elementos e modelos oferecidos pelo professor. Em Ciências Naturais, são procedimentos fundamentais aqueles que permitem a busca, a comunicação e o debate de fatos e idéias. São diferentes procedimentos: a observação, a experimentação, a comparação, o estabelecimento de relações entre fatos ou fenômenos e idéias, a leitura e a escrita de textos informativos, a elaboração de questões para enquete, a organização de informações por meio de desenhos, tabelas, gráficos, esquemas e textos, a proposição de suposições, o confronto entre suposições e entre elas e os dados obtidos por investigação, a proposição e a solução de problemas.
O ensino de cada um dos vários procedimentos só é possível pelo trabalho com diferentes temas de interesse científico, que serão investigados de formas distintas. Certos temas podem ser objeto de observações diretas e/ou experimentação, outros poderão ser investigados por meio de enquete, mas não a experimentação, e assim por diante. No contexto da aprendizagem interativa, os alunos são convidados à prática de tais procedimentos, no início a partir de modelos oferecidos pelo professor e, aos poucos, tornando-se autônomos. Por exemplo, ao trabalhar o desenho de observação, o professor inicia a atividade desenhando no quadro, conversando com a classe sobre os detalhes de cores e formas que permitem que o desenho seja uma representação do objeto original. Em seguida, os alunos podem fazer seu próprio desenho de observação, esperando-se que esse primeiro desenho se assemelhe ao do professor. Em outras oportunidades, poderão começar o desenho de observação sem o modelo do professor, que ainda assim conversa com os alunos sobre detalhes necessários ao desenho.
Quanto ao ensino de atitudes e valores, embora muitas vezes o professor não se dê conta, estará sempre legitimando determinadas atitudes com seus alunos. Afinal ele é uma referência importante para sua classe. É muito importante que esta dimensão dos conteúdos seja objeto de reflexão e de ensino do professor, para que valores e posturas sejam desenvolvidos tendo em vista o cidadão que se tem a intenção de formar.
Em Ciências Naturais, o desenvolvimento de posturas e valores envolve muitos aspectos da vida social, como a cultura e o sistema produtivo, as relações entre o ser humano e a natureza. Nessas discussões, o respeito à diversidade de opiniões ou às provas obtidas através de investigação e a colaboração na execução das tarefas são elementos que contribuem para o aprendizado de atitudes, como a responsabilidade em relação à saúde e ao ambiente.
Incentivo às atitudes de curiosidade, de respeito à diversidade de opiniões, à persistência na busca e compreensão das informações, às provas obtidas através de investigações, de valorização da vida em sua diversidade, de preservação do ambiente e sua apreciação estética, de apreço e respeito à individualidade e à coletividade, têm lugar no processo de ensino e aprendizagem.
No planejamento e no desenvolvimento dos temas de Ciências em sala de aula, cada uma das dimensões dos conteúdos - fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores -, deve ser explicitamente tratada. É também essencial que sejam levadas em conta por ocasião das avaliações, de forma compatível com o sentido amplo que se adotou para os conteúdos do aprendizado.

Objetivos gerais de Ciências Naturais para o ensino fundamental

Os objetivos de Ciências Naturais no ensino fundamental são concebidos para que o aluno desenvolva competências que lhe permitam compreender o mundo e atuar como indivíduo e como cidadão, utilizando conhecimentos de natureza científica e tecnológica. Esses objetivos de área são coerentes com os objetivos gerais estabelecidos na Introdução aos Parâmetros Curriculares Nacionais e também com aqueles distribuídos nos Temas Transversais.
O ensino de Ciências Naturais deverá então se organizar de forma que, ao final do ensino fundamental, os alunos tenham as seguintes capacidades:

· Compreender a natureza como um todo dinâmico e o ser humano, em sociedade, como agente de transformações do mundo em que vive, em relação essencial com os demais seres vivos.

· Compreender a Ciência como um processo de produção de conhecimento e uma atividade humana, histórica, associada a aspectos de ordem social, econômica, política e cultural.

· Identificar relações entre conhecimento científico, produção de tecnologia e condições de vida, no mundo de hoje e em sua evolução histórica e compreender a tecnologia como meio para suprir necessidades humanas, mas sabendo elaborar juízo sobre riscos e benefícios das práticas tecnológicas.

· Compreender a saúde pessoal, social e ambiental como bens individuais e coletivos que devem ser promovidos pela ação de diferentes agentes.

· Formular questões, diagnosticar e propor soluções para problemas reais a partir de elementos das Ciências Naturais, colocando em prática conceitos, procedimentos e atitudes desenvolvidos no aprendizado escolar.

· Saber utilizar conceitos científicos básicos, associados a energia, matéria, transformação, espaço, tempo, sistema, equilíbrio e vida.

· Saber combinar leituras, observações, experimentações e registros para coleta, organização, comunicação e discussão de fatos e informações.

· Valorizar o trabalho em grupo, sendo capaz de ação crítica e cooperativa para a construção coletiva do conhecimento.

Os conteúdos de Ciências Naturais no ensino fundamental

Critérios de Seleção de Conteúdos

Reconhecida a complexidade das Ciências Naturais e da Tecnologia, é preciso aproximá-las da compreensão do aluno, favorecendo seu processo pessoal de constituição do conhecimento científico e de outras capacidades necessárias à cidadania. É com esta perspectiva e com aquelas voltadas para toda a educação fundamental, traçadas no Documento de Introdução e de Convívio Social e Ética, que foram destacados os critérios de seleção de conteúdos:
·  os conteúdos devem favorecer a construção, pelos alunos, de uma visão de mundo como um todo formado por elementos inter-relacionados, entre os quais o homem, agente de transformação. Devem relacionar diferentes fenômenos naturais e objetos da tecnologia, entre si e reciprocamente, possibilitando a percepção e a explicação de um mundo permanentemente reelaborado.
·  os conteúdos devem ser relevantes do ponto de vista social e cultural, permitindo ao aluno compreender, em seu cotidiano, as relações entre o homem e a natureza mediadas pela tecnologia, superando interpretações ingênuas sobre a realidade à sua volta. Os Temas Transversais apontam conteúdos particularmente apropriados para isso.
·  os conteúdos devem se constituir em fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores a serem promovidos de forma compatível com o nível de desenvolvimento intelectual do aluno, de maneira que ele possa operar com tais conteúdos e avançar efetivamente nos seus conhecimentos;
 Estes critérios, utilizados nas seleções dos conteúdos dos eixos temáticos, também serão úteis para o professor organizador de currículos, ao decidir sobre que perspectivas, enfoques e assuntos trabalhar em sala de aula.
 
Eixos temáticos

 A compreensão dos fenômenos naturais articulados entre si e com a tecnologia confere à área de CN uma perspectiva interdisciplinar. A opção por organizar o currículo da sala de aula segundo temas facilita o tratamento interdisciplinar das Ciências Naturais. É uma prática freqüente e recomendável, também por permitir a organização de conteúdos de modo flexível, compatível com os critérios de seleção de conteúdos.
 Os temas em Ciências podem ser muito variados. Alguns são consagrados — como "a água e os seres vivos", "erosão do solo", "poluição do ar", "máquinas" e "alimentação". Outros são episódicos ou regionais; uma notícia de jornal ou de TV, um acontecimento na comunidade ou uma análise da realidade local podem igualmente sugerir pautas de trabalho.
 Os eixos temáticos representam uma organização articulada de diferentes conceitos, procedimentos, atitudes e valores para cada um dos ciclos da escolaridade compatível com os critérios de seleção acima apontados. Na primeira versão do PCN - CN a escolha dos eixos orientou-se pela análise dos currículos estaduais atualizados; na preparação desta versão, somou-se o aprofundamento das discussões da área e de Temas Transversais.
 Dos eixos temáticos estabelecidos para primeiro e segundo ciclos, dois são reiteradamente escolhidos, segundo a análise: "Vida e Ambiente" e "Ser Humano e Saúde". O eixo "Tecnologia e Sociedade", introduzido ainda nos primeiros ciclos, reúne conteúdos que poderiam ser estudados compondo os outros dois, mas por sua atualidade e urgência social, merece especial destaque. "Terra e Universo" está presente a partir do 3º ciclo, por motivos circunstanciais, ainda que se entenda que este eixo poderia estar presente nos dois primeiros ciclos.
 Os eixos temáticos foram  elaborados de modo a possibilitar o estabelecimento de diferentes seqüências de conteúdos internas aos ciclos, tratar conteúdos de importância local e fazer conexão entre conteúdos dos diferentes eixos, das demais áreas e dos temas transversais. Tais conteúdos podem ser desdobrados e organizados em temas e problemas para investigação, compostos pelo professor ao desenhar o currículo.
 Na seqüência, quatro textos discutem cada um dos eixos temáticos do ensino fundamental, indicando-se perspectivas que os norteiam,  conexões gerais entre eles e com temas transversais. A seguir, em texto destacado, apresenta-se o contorno geral das relações entre CN e os temas transversais.
 
 Terra e Universo

 Há muitas razões para se estudar o Universo e a Terra, compreendida como planeta em uma dimensão que tem se revelado cada vez mais ampla. Um céu estrelado, por si só, já é um fenômeno que proporciona inegável satisfação e sensação de beleza.
 O fascínio e a especulação dos fenômenos celestes levaram os seres humanos a desenvolver idéias astronômicas desde a mais distante antigüidade. Há registros históricos dessas atividades há cerca de 7.000 anos na China, na Babilônia e no Egito, para aperfeiçoar medidas de tempo e por outras razões práticas e religiosas.
 A importância que tiveram as idéias bem mais recentes de Galileu e Copérnico está na percepção da Terra como um astro do Universo, não o centro fixo em torno do qual o Universo giraria. A compreensão do sistema Sol-Terra-Lua em movimento é um dos fundamentos da história das idéias e do desenvolvimento científico.
 No século XX, o espaço cósmico mostra-se palco concreto da aventura humana, quando se explora todo o Sistema Solar através de sondas e naves espaciais e o ser humano pisa na Lua. O Universo, sua forma, seu tamanho, seus componentes, sua origem e sua evolução são temas que atraem os alunos de todos os níveis de ensino.
 A pergunta "Como é e como funciona o Universo?" centrou investigação ao longo de toda a História. Para responder a essa questão, construíram-se modelos para explicar a Terra e o Universo, sendo de grande importância a transição entre os modelos geocêntrico e heliocêntrico, pois levamos séculos para nos libertar das ilusões causadas pelo ponto de vista geocêntrico. A ruptura só foi possível por mudanças de perspectiva no olhar. O Sistema Solar só foi concebido quando se imaginou sair da Terra e poder olhar de longe o conjunto de planetas movendo-se em torno do Sol. Isto significa um esforço gigantesco para se imaginar um centro da observação, que não coincide com o lugar onde se está concretamente.
 Da mesma maneira, os processos de ensino-aprendizagem de tais conhecimentos devem guiar-se para a apropriação de diferentes concepções. Para as crianças, é necessária a superação de concepções intuitivas, por exemplo, acerca da forma da Terra, sua espessura, diâmetro e a descrição de seus movimentos, informadas por observações que, segundo pesquisas, permitem às crianças pequenas desenhar-se "dentro" da Terra.
 Os diferentes modelos de céu e de Universo, vistos em uma certa seqüência,  assemelham-se às imagens de um filme feito com câmara de lentes do tipo "zoom", que focaliza por exemplo, em um primeiro quadro, um menino em um barco, em seguida, uma cena tomada ao alto, onde o barco aparece em meio a muita água. Conforme a câmara se afasta, a água, que parecia um mar, fica ladeada por vegetação terrestre dando a idéia de um rio. Depois, em vista aérea, localiza o pequeno barco em um lago. Visto de mais longe, o barco já é só um ponto situado em um grande parque, numa pequena cidade. A grande diferença entre esse filme e os modelos é que as imagens dos modelos de Universo foram produtos da criação humana. Só recentemente o ser humano chegou até a Lua e os equipamentos de observação (lunetas, telescópios e sondas) estão conseguindo obter imagens e sons que ultrapassam nosso Sistema Solar. Há modelos, no entanto, que dependem principalmente da imaginação e já existem há séculos.
 A partir do horizonte e de um céu idealizado com limites circulares, elaborou-se um modelo de céu como uma esfera. Da Terra, o observador assistia imóvel à passagem da hemisfera que continha o Sol, seguida da hemisfera oposta, com as estrelas que estavam agrupadas em constelações; o giro completo da esfera durava um dia - período que bem mais tarde foi dividido em 24 horas. É o modelo geocêntrico.
 O modelo seguinte em nosso "zoom" tem o Sol no centro, com a Terra e os outros planetas girando ao seu redor, o que explicava algumas observações que se repetiam regularmente a cada período de mais ou menos 365 dias: diferentes arcos descritos pelo Sol no céu diurno e diferentes céus noturnos. Esse modelo rompia com o anterior principalmente por colocar a Terra, todos os planetas e respectivos satélites em movimento. É o modelo heliocêntrico. Quase um século após ser concebido, esse modelo dinâmico foi explicado por Newton pela gravidade entre os corpos celestes, o que os manteria em constante atração entre si, com forças e velocidades variadas, dependendo da massa de cada um e da distância entre eles. Newton submeteu os corpos celestes às mesmas leis mecânicas válidas na Terra.
 Um novo modelo, "indo mais longe no zoom", concebe o Universo ainda mais amplo, situando o Sistema Solar no interior do aglomerado de estrelas conhecido como Via Láctea, uma galáxia que agora sabemos também se mover como um conjunto.
 Telescópios potentes permitiram constatar a existência de outras galáxias e  verificar que todas as galáxias distantes se distanciam entre si. Essa observação gerou a criação de um modelo do Universo em expansão a partir de uma grande explosão, o Big-Bang. Com isso, surgiram novas questões sobre a origem do Universo e sua evolução. Se teve um início, debate-se a possibilidade de poder ter um fim ou se trata de um universo pulsante, que se expandiria e depois se contrairia, cujo fim coincidiria com o próprio início, que se repetiria indefinidamente...
 Diferente da câmara que pode se afastar alguns quilômetros "em zoom", as distâncias astronômicas são quase inimagináveis, difíceis de ser expressas em quilômetros. Convencionou-se como uma das unidades de distância para o cosmos o ano-luz, que é a mais usada e corresponde à distância que um raio de luz percorre em um ano no vácuo,  e que equivale aproximadamente a 10 trilhões de quilômetros. Utilizando-se essa unidade de medida, a estrela mais próxima da Terra depois do Sol, a Alfa Centauro, está distante um pouco mais de 4 anos-luz. O Sol está distante cerca de 150 milhões de km, ou 8 minutos no trajeto da luz. A Lua fica muito próxima, a apenas 380.000 km da Terra, pouco mais de um segundo percorrido pela luz. Isto significa que aquilo que observamos numa noite estrelada é uma imagem "atrasada" da configuração real do céu naquele momento, pois a luz das estrelas demora muito para chegar até os nossos olhos. Essa escala de distância astronômica deve ser muitas vezes trabalhada com os alunos, de variadas formas, pois não é fácil de ser compreendida, mas é fundamental na construção de modelos.
 O conhecimento do modelo heliocêntrico de Sistema Solar - com o Sol no centro de nove planetas que giram à sua volta - é também difícil, ao colocar-se para as crianças o conflito entre aquilo que observam, ou seja, o Sol desenhando uma trajetória curva no céu e aquilo que lhes ensinam sobre os movimentos da Terra.
 A intervenção da escola pode ser realmente prejudicial se já iniciar o estudo de corpos celestes a partir de um ponto de vista heliocêntrico, explicando os movimentos de rotação e translação, ignorando o que os alunos sempre observaram. Uma forma efetiva de desenvolver as idéias dos alunos é proporcionar observações sistemáticas, fomentando a explicitação das idéias intuitivas, solicitando explicações a partir da observação direta do Sol, da Lua, das outras estrelas e dos planetas. A intervenção do professor será benéfica quando ajudar o próprio aluno a imaginar e explicar aquilo que observa, ao mesmo tempo em que torna acessíveis informações sobre outros modelos de Universo e trabalhe com eles, quando for o caso, os conflitos entre as diferentes representações.
 Por um lado, os alunos expõem e explicitam suas dúvidas, e por outro são incentivados a trazer, buscar ou construir explicações para aquilo que observam ou de que duvidam; esses conflitos podem mesmo centralizar as atenções, desde que sejam respeitadas e valorizadas as diferentes interpretações apresentadas pelos estudantes. Neste trajeto, os estudantes devem incorporar novos enfoques, novas informações, mudar suas concepções de tempo e espaço.
 Os alunos devem ser orientados para articular informações com dados de observação direta do céu, utilizando as mesmas regularidades que nossos antepassados observaram para orientação no espaço e para medida do tempo, o que foi possível muito antes da bússola, dos relógios e do calendário atual, mas que junto a eles ainda hoje organiza a vida em sociedade em diversas culturas. Dessa forma, os alunos constroem o conceito de tempo cíclico de dia, mês e ano, enquanto aprendem a se situar na Terra, no Sistema Solar e no Universo.
 É necessário, contudo, ampliar esse conceito de tempo cíclico, promovendo também a idéia de tempo não cíclico: o tempo histórico, que comporta as idéias de evolução, de passado, de registro, de memória e de presente, de mudanças essenciais e irreversíveis.
 O conhecimento sobre os corpos celestes, foi sendo acumulado historicamente também pela necessidade de se aprender a registrar o tempo cíclico e de se orientar no espaço. Já na fase nômade, a espécie humana, provavelmente, associava mudanças na vegetação, hábitos de animais, épocas de chuvas com a configuração das estrelas ou com o trajeto do Sol. Com a elaboração do mapa dos céus, começou-se a desenvolver a Geometria, situando o ser humano com maior precisão na Terra e no espaço cósmico.
 Mas, apesar da conexão observada entre os ritmos biológicos dos seres vivos - como hábitos alimentares e épocas de reprodução - e os ritmos cósmicos, como dia, mês e estações do ano, muitas variações e transformações do ambiente terrestre não dependem exclusivamente de fatores relacionados aos corpos celestes. Muitas dessas transformações são provocadas pela ação humana, como a degradação ambiental e a promoção das alterações do relevo.
 Outras transformações ocorrem em razão da própria estrutura e dos movimentos do nosso planeta. Por exemplo, por ser esférica , diferentes regiões da Terra captam a luz e o calor do Sol com intensidades muito diferentes ao longo de todo o ano, constituindo variados climas e ecossistemas, característicos das latitudes em que se encontram. São conhecimentos que tiveram um longo percurso e se sistematizaram durante o século XX. A Terra já foi desenhada como um círculo plano e chato por antepassados que tinham como limite para seu modelo o próprio horizonte circular, mas quando o modelo heliocêntrico do Sistema Solar foi concebido, já há muito tempo se imaginava Terra como esférica, por inúmeras evidências diretas e indiretas.
 A estrutura interna da Terra é dinâmica, originando vulcões, terremotos e distanciamento entre os continentes, o que altera constantemente o relevo e a composição das rochas e da atmosfera, seja pela deposição de gases das erupções, seja por  mudanças climáticas drásticas, como glaciações e degelos. Portanto, as paisagens, tal como as percebemos, representam apenas um momento dentro do longo e contínuo processo de transformação pelo qual passa a Terra, em uma escala de tempo de muitos milhares, milhões e bilhões de anos: é a escala de tempo geológico, como é hoje conhecida.
 O conhecimento de algumas dessas transformações geológicas que ocorreram em tempos distantes foi sendo obtido conforme foram sendo decifradas a composição e a formação da litosfera. Fósseis de seres vivos extintos sugerem ambientes terrestres organizados de formas muito diferentes daqueles conhecidos atualmente, mas que propiciaram o surgimento da vida, fato exclusivo em todo o universo conhecido até o momento. A interpretação de registros concretos do passado pode facilitar a compreensão do significado do tempo geológico, não cíclico, se forem retomados em vários conteúdos trabalhados.
 A água, representando atualmente ¾ da superfície terrestre, foi fundamental para a origem da vida, diferenciando nosso planeta de todos os demais até agora pesquisados. As suas transformações e os fenômenos dos quais a água participa, como o intemperismo, erosão, assoreamento, circulação do ar, o clima, a dissolução de substâncias, a dispersão de poluentes e a manutenção da vida são fundamentais para a organização da superfície terrestre em litosfera, biosfera, hidrosfera e atmosfera. A compreensão desses domínios, bem como as inter-relações entre eles, ajuda a construir a idéia da Terra como um planeta. A comparação entre a composição da Terra e dos outros planetas é, nesse sentido, muito ilustrativa.
 Compreender o Universo, projetando-se para além do horizonte terrestre, para dimensões maiores de espaço e de tempo, pode nos dar novo significado aos limites do planeta Terra, de nossa existência no cosmos, ao passo que, paradoxalmente, as várias transformações que ocorrem em nosso planeta e as relações entre os vários componentes do ambiente terrestre podem nos dar a dimensão da nossa enorme responsabilidade pela biosfera, nosso domínio de vida, fenômeno aparentemente único no Sistema Solar, ainda que se possa imaginar outras formas de vida fora dele.
 
 Vida e Ambiente

 Nas últimas décadas divulgam-se e debatem-se problemas ambientais nos meios de comunicação, o que sem dúvida tem contribuído para que as pessoas estejam alertas, mas não assegura a aquisição de informações e conceitos referendados pelas Ciências. Ao contrário, é freqüente a banalização do conhecimento científico — o emprego de ecologia como sinônimo de meio ambiente é um exemplo — e a difusão de visões distorcidas sobre a questão ambiental. É papel da escola provocar a revisão dos conhecimentos, valorizando-os sempre e buscando enriquecê-los com informações científicas.
 O tema transversal Meio Ambiente aborda as relações entre os problemas ambientais e fatores econômicos, políticos, sociais e históricos. Acarretam discussões sobre responsabilidades humanas voltadas ao bem-estar comum e ao desenvolvimento sustentado, na perspectiva da reversão da crise socioambiental planetária, que interessa a todos os cidadãos. Fundamentos e vivências de todas as áreas do Ensino Fundamental devem contribuir para a construção de seus conteúdos. Em CN, Meio Ambiente está em conexão não apenas com o eixo temático Vida e Ambiente, mas também com os demais eixos. Os recursos tecnológicos, relacionados às causas das transformações ambientais, encontram-se destacados no eixo temático Tecnologia e Sociedade.
 Em Vida e Ambiente, temas e problemas têm em perspectiva promover a ampliação do conhecimento sobre a diversidade da vida nos ambientes naturais ou transformados pelo ser humano, como a vida se processa e a natureza se comporta em diferentes espaços e tempos. Colaborar para a reconstrução da relação homem/natureza, a fim de derrubar definitivamente a crença do homem como senhor da natureza e alheio a ela, é uma perspectiva essencial a este eixo temático, sendo fundamental conhecer o conjunto das relações na natureza. Entretanto, um conhecimento profundo dessas relações só é possível mediante sucessivas aproximações dos conceitos, procedimentos e atitudes relativos à temática ambiental, observando-se as possibilidades intelectuais dos alunos, de modo que, ao longo da escolaridade, o tratamento dos conhecimentos ganhe profundidade.
 No caso das ciências naturais, o desenvolvimento da Ecologia trouxe informações e referenciais de análise extremamente importantes à temática ambiental. Em uma definição ampla, a Ecologia estuda as relações de interdependência entre os organismos vivos e destes com os componentes sem vida do espaço que habitam. Tais relações são enfocadas nos estudos das cadeias e teias alimentares, dos níveis tróficos (produção, consumo e decomposição), do ciclo dos materiais e fluxo de energia, da dinâmica das populações, do desenvolvimento e evolução dos ecossistemas. Em cada um desses capítulos lança-se mão de conhecimentos da Química, da Física, da Geologia, da Paleontologia, da Biologia e de outras ciências, o que faz da Ecologia uma área de conhecimento interdisciplinar.
 A fim de se observar a abrangência desses estudos, serão examinados por alto dois exemplos: a questão do fluxo de energia nos ambientes e as relações dos seres vivos com os componentes abióticos do meio.
  O fluxo de energia nos ambientes, os caminhos que a energia solar percorre até a dissipação de calor do planeta, pode ser compreendido, em sua amplitude, ao reunir outros conceitos associados a:
·  radiação solar diferenciada conforme a latitude geográfica da região;
·  fotossíntese (transformação de energia luminosa em energia química dos alimentos produzidos pelas plantas) e respiração celular (processo que converte energia acumulada nos nutrientes em energia disponível para a célula dos organismos vivos);
·  teia alimentar (que sinaliza passagem e dissipação de energia em cada nível da teia);
·  transformações de energia provocadas pelo ser humano. Este assunto, por si só, sucita inúmeras investigações, como, por exemplo, a origem remota dos combustíveis fósseis, formados num tempo muito anterior (aproximadamente 650 milhões de anos) ao surgimento da espécie humana na Terra (aproximadamente 100 mil anos); a natureza desses combustíveis (hipóteses sobre o processo de fossilização em condições primitivas); os processos de extração e refino dos combustíveis, destacados no eixo temático Tecnologia e Sociedade.
 O conceito de relação dos seres vivos com os componentes abióticos do meio, por sua vez, também considerado em linhas gerais, deve levar em conta:
·  a relação geral entre plantas e luz solar (fotossíntese), que de fato é específica, considerando-se a variação da intensidade luminosa em diferentes ambientes terrestres e aquáticos no decorrer do ano e as adaptações evolutivas dos organismos autótrofos a essas condições;
·  as relações entre animais e luz, considerando-se suas adaptações morfo-fisiológicas aos hábitos de vida noturno ou diurno;
·  as relações entre água e seres vivos, que merecem vários capítulos das Ciências Naturais, visto que repor a água é condição para diferentes processos metabólicos (funcionamento bioquímico dos organismos), para processos de reprodução (em plantas, animais e outros seres vivos que dependem da disponibilidade de água para a reprodução), para a determinação do hábitat e do nicho ecológico, no caso de seres vivos aquáticos;
·  as relações entre solo e seres vivos, que são variadíssimas e muito antigas, pois se considera a formação dos solos como conseqüência dessa relação desde milhares de anos, e
·  as relações entre seres vivos entre si no espaço e no tempo, determinando a biodiversidade de ambientes naturais específicos
É importante considerar que os conceitos de Ecologia, como nas demais Ciências Naturais, são construções teóricas e não fenômenos observáveis ou passíveis de experimentação direta. Este é o caso das cadeias alimentares, do fluxo de energia, da fotossíntese, da adaptação dos seres vivos ao ambiente, da biodiversidade. Não são aspectos que possam ser vistos diretamente, só podem ser interpretados, são idéias construídas com o auxílio de outras mais simples, de menor grau de abstração, mais próximas da percepção e que podem, ao menos parcialmente, ser objeto de investigação através da observação e da experimentação diretas.
 Por exemplo, a idéia abstrata de ciclo dos materiais nos ambientes, que no referencial teórico comporta implicações biológicas, físicas, químicas e geológicas, pode ganhar sucessivas aproximações, trabalhando-se com os alunos idéias mais simples. Neste conteúdo, é possível a observação e experimentação sobre degradação de diferentes materiais, examinando-se a incidência de fungos na decomposição de restos de seres vivos, o enferrujamento de metais, a resistência do vidro e a influência da umidade, da luz e do calor nesses processos. Ao realizarem procedimentos de observação e experimentação, os alunos buscam informações e estabelecem relações entre elementos dos ambientes, orientados por informações essenciais oferecidas pelo professor ou outras fontes.
O estudo das relações entre os seres vivos e não-vivos, matéria e energia, em dimensões instantâneas ou de longa duração, locais ou planetárias, conteúdos deste eixo temático, deve oferecer subsídios para a formação de atitudes de respeito à integridade ambiental, observando-se o longo período de formação dos ambientes naturais — muito mais remoto que o surgimento da espécie humana na Terra — e que a natureza tem ritmo próprio de renovação e reconstituição de seus componentes.
Não basta ensinar, por exemplo, que não se deve jogar lixo nas ruas ou que é necessário não desperdiçar materiais, como água, papel ou plástico. Para que essas atitudes e valores se justifiquem, para não serem dogmas vazios de significados, é necessário informar sobre as implicações ambientais dessas ações. Nas cidades, lixo nas ruas pode significar bueiros entupidos e água de chuva sem escoamento, favorecendo as enchentes e a propagação de moscas, ratos ou outros veículos de doenças. Por sua vez, o desperdício de materiais, pode significar a intensificação de extração de recursos naturais, como petróleo e vegetais que são matéria-prima para a produção de plásticos e papel. A valorização da reciclagem e o repúdio ao desperdício são exemplos de conteúdos de CN também essenciais a Meio Ambiente e Trabalho e Consumo
É preciso, ainda, que o conhecimento escolar não seja alheio ao debate ambiental travado pela comunidade e que ofereça meios de o aluno participar, refletir e manifestar-se, ouvindo os membros da comunidade, no processo de convívio democrático e participação social.

Ser Humano e Saúde

Embora possamos discernir as partes individuais de determinado sistema - e muitas vezes esse procedimento seja necessário para que possamos entendê-lo -, sua abordagem como bloco isolado não é suficiente para a compreensão de seu papel no corpo como um todo. Além disso, abordar todas as questões relativas ao funcionamento do corpo durante apenas um período letivo, prejudica os estudantes que, durante esse período, não refletem sobre outras questões fundamentais no ensino das Ciências Naturais.
O estudo do ser humano, ao ser reiterado em várias ocasiões e sob vários aspectos durante o ensino fundamental, torna-se cada vez mais complexo para os estudantes, que vão desenvolvendo maior possibilidade de análise. É preciso que se retome o funcionamento do organismo durante todo o ensino fundamental, tomando-se o cuidado para não repetir conteúdos e enfoques, em detrimento de outros que podem ficar relegados a segundo plano. O que deve ser mantida é a abordagem que privilegia o estudo das relações entre as funções e os processos do corpo, nos quais as estruturas e seus nomes não são um objeto de estudo em si mesmas, mas localizam onde tudo isso acontece.
A concepção de corpo humano como um sistema integrado, que interage com o ambiente e que reflete a história de vida do sujeito, orienta este eixo temático. Assim como a natureza, o corpo humano deve ser visto como um todo dinamicamente articulado; os diferentes aparelhos e sistemas que o compõem devem ser percebidos em suas funções específicas para a manutenção do todo. Para que o aluno compreenda a maneira pela qual o corpo transforma, transporta e elimina água, oxigênio, alimentos, obtém energia, se defende da invasão de elementos danosos, coordena e integra as diferentes funções, é importante conhecer os vários processos e estruturas e compreender a relação de cada aparelho e sistema com os demais. É essa relação que assegura a integridade do corpo e faz dele uma totalidade.
Tanto quanto as relações entre aparelhos e sistemas, as interações com o meio respondem pela manutenção da integridade do corpo. A maneira como tais interações se estabelecem, permitindo ou não a realização das necessidades biológicas, afetivas, sociais e culturais, fica registrada no corpo. Por isso se diz que o corpo reflete a história de vida do sujeito. As carências nutricional, afetiva e social, por exemplo, desenham o corpo humano, interferem na sua arquitetura e no seu funcionamento.
Assim considerado — um sistema, fruto das interações entre suas partes e com o meio —, pode-se compreender que o corpo humano apresenta um equilíbrio dinâmico: passa de um estado a outro, volta ao estado inicial e assim por diante. A temperatura e a pressão variam ao longo do dia, todos os dias. O mesmo ocorre com a atividade cerebral, a cardíaca, o estado de consciência etc. O nível de açúcar no sangue, por exemplo, varia ao longo do dia, conforme os horários da alimentação. Transpira-se mais ou menos, urina-se mais ou menos, conforme a temperatura ambiental e conforme as atividades realizadas.
Esses processos apresentam um padrão comum para a espécie humana, mas têm variações individuais. E esta é outra idéia extremamente importante a ser considerada no trabalho com os alunos: o corpo humano apresenta um padrão estrutural e funcional comum, que o identifica como espécie; mas cada corpo é único, o que o identifica como individualidade. Se há necessidades básicas gerais, há também necessidades individuais.
Portanto, o conhecimento sobre o corpo humano para o aluno deve estar associado a um melhor conhecimento do seu próprio corpo, por ser seu e único, e com o qual tem uma intimidade e uma percepção subjetiva que ninguém mais pode ter. Essa visão, trabalhada pelo professor em sala de aula, favorece o desenvolvimento de atitudes de respeito e de apreço pelo próprio corpo e pelas diferenças individuais.
O equilíbrio dinâmico do corpo humano é chamado de estado de saúde. Pode-se então compreender que o estado de saúde é condicionado por fatores de várias ordens: físicos, psíquicos e sociais. A falta de um ou mais desses condicionantes da saúde pode ferir o equilíbrio e, como conseqüência, o corpo adoece. Trabalhando com a perspectiva do corpo como um todo integrado, a doença passa a ser compreendida como um estado de desequilíbrio do corpo e não de alguma de suas partes. Uma disfunção de qualquer aparelho ou sistema representa um problema do corpo todo e não apenas daquele aparelho ou sistema. O estado de saúde ou de doença decorre da satisfação ou não das necessidades biológicas, afetivas, sociais e culturais que, embora sejam comuns, apresentam particularidades em cada indivíduo, nas diferentes culturas e fases da vida.
Cada pessoa, aluno ou professor, apreende em seu meio de convívio, especialmente em família, um conjunto de idéias a respeito do corpo. É importante que o professor tenha consciência disso para que possa superar suas próprias pré-concepções e retrabalhar algumas das noções que os alunos trazem de casa, algumas correspondentes a equívocos graves. Além dessas noções adquiridas em sua vivência individual, há outras gerais difundidas pela mídia, mas tão pouco elaboradas que também constituem senso comum. Todas essas conceituações adquiridas fora da escola devem ser consideradas no trabalho em sala de aula.
Também faz parte da herança cultural isolar o corpo humano das interações com o meio ou, ainda, concebê-lo apenas como entidade física. Essa idéia vem cedendo seu lugar a outra, a de que o corpo não é uma máquina: tem emoções, sentimentos que, junto com os aspectos físicos, se constituem em dimensões de um único corpo.
Como ser vivo que é, o ser humano tem seu ciclo vital: nasce, cresce, se desenvolve, se reproduz e morre. Cada uma dessas fases é fortemente marcada por aspectos socioculturais que se traduzem em hábitos, comportamentos, rituais próprios de cada cultura. A alimentação, por exemplo, é uma necessidade biológica comum a todos os seres humanos. Todos têm necessidade de consumir diariamente uma série de substâncias alimentares, fundamentais à construção e ao desenvolvimento do corpo — proteínas, vitaminas, carboidratos, lipídios, sais minerais e água. Os tipos de alimentos e a forma de prepará-los são determinados pela cultura e pelo gosto pessoal. Atualmente, a mídia tem se incumbido de ditar a alimentação através da veiculação de propagandas. É muito importante estar atento às ciladas que tais propagandas pregam. O consumo é o objetivo principal das propagandas — de alimentos ou de medicamentos —, não importando o comprometimento da saúde. Pesquisas têm mostrado que o índice elevado de colesterol no sangue deixou de ser um problema apenas de adultos, para ser também de crianças. E não se trata de casos esporádicos: vem crescendo o número de crianças com índice elevado de colesterol.
O desenvolvimento de uma consciência com relação à alimentação é necessário, considerando-se as demandas individuais e as possibilidades coletivas de obter alimentos. É essencial a máxima e equilibrada utilização de recursos disponíveis, através do aproveitamento de partes de vegetais e animais comumente desperdiçadas, plantio coletivo de hortas e árvores frutíferas, assunto também abordado no documento Saúde. Apontar conteúdos relevantes para a formação do consumidor é uma perspectiva deste eixo temático e do tema transversal Trabalho e Consumo.
É importante que o trabalho sobre o crescimento e o desenvolvimento humanos leve em conta as transformações do corpo e do comportamento nas diferentes fases da vida — concepção, nascimento, infância, juventude, idade adulta e velhice —, evidenciando-se e intercruzando-se os fatores biológicos, culturais e sociais que marcam tais fases. Importa, ainda, que se enfatize a possibilidade de realizar escolhas na herança cultural recebida e de mudar hábitos e comportamentos que favoreçam a saúde pessoal e coletiva e o desenvolvimento individual. É papel da escola formar alunos com conhecimentos e capacidades que os tornem aptos a discriminar informações, identificar valores agregados a essas informações e realizar escolhas. Por exemplo, a automedicação, que constitui um fator de risco à vida, não é um hábito a ser preservado, pois fere um valor importante a ser desenvolvido: o respeito à vida com qualidade. Da mesma forma, outros hábitos e comportamentos, como jogar lixo em terrenos baldios, descuido com a higiene pessoal, discriminação de pessoas de padrões culturalmente distintos etc., podem e devem ser trabalhados.
A sexualidade humana deve ser considerada nas diferentes fases da vida, compreendendo que é um comportamento condicionado por fatores biológicos, culturais e sociais, com significado muito mais amplo e variado que a reprodução, para pessoas de todas as idades. É elemento de realização humana em suas dimensões afetivas e sociais, que incluem mas não se restringem à dimensão biológica, a ser trabalhado em conexão com o tema transversal Orientação Sexual.
Ao se trabalhar Ser Humano e Saúde também é fundamental situar o ser humano entre as demais espécies vivas, comparando-se padrões de estrutura e funcionamento do ser humano aos demais seres vivos.  Por exemplo, ao tratar da reprodução humana, pode-se compará-la à reprodução de outros seres vivos, em que se observam rituais de acasalamento e comportamentos de cuidado com a prole. Pode-se estabelecer diferenças e semelhanças entre tais comportamentos — o que é instintivo nos animais e no ser humano, o que é modelado pela cultura e pelas convenções sociais nos humanos, as diferenças de padrões nas diferentes culturas e nos diferentes tempos. Pode-se também tratar da alimentação no estudo das cadeias e teias alimentares evidenciando-se a presença do homem como consumidor integrante da natureza, em conexão com o eixo temático Vida e Ambiente.
O aspecto rítmico das funções do corpo humano pode ser abordado em conexão com o mesmo aspecto observado para os demais seres vivos, evidenciando-se o aspecto da natureza biológica do ser humano. Algumas funções rítmicas interessantes e facilmente observáveis são a floração e a frutificação de plantas ao longo do ano, o estado de sono e vigília no ser humano e nos demais animais, a menstruação nas mulheres, o cio entre os animais etc. Pode-se ainda estabelecer relações entre os ritmos fisiológicos e os geofísicos, como o dia e a noite e as estações do ano. Os ritmos fisiológicos estão ajustados aos geofísicos, embora sejam independentes. Por exemplo: o ciclo sono-vigília está ajustado ao ciclo dia-noite (movimento da Terra em torno de seu eixo). Se isolarmos uma pessoa dentro de uma caverna onde o ciclo dia-noite inexista, ela continuará tendo períodos de sono e períodos de vigília, mas o tamanho de cada um desses períodos se modificará.

Tecnologia e Sociedade

Ao lado da mitologia, das artes e da linguagem, a tecnologia é um traço fundamental das culturas. Por exemplo, conhece-se o período paleolítico pelo domínio do fogo e pelo uso da pedra lascada como instrumento de caça e pesca, substituído pela pedra polida no período neolítico, marcado pelo desenvolvimento da agricultura, da criação de animais e a utilização do ouro e do cobre.
O desenvolvimento e a especialização das culturas humanas, ao longo dos tempos, ocorreram em conjunto com o desenvolvimento tecnológico. Mas esse desenvolvimento não é algo homogêneo. No presente, assiste-se à convivência da utilização de técnicas antigas e artesanais com aplicações tecnológicas que se desenvolveram em íntima relação com as ciências modernas e contemporâneas. Em paralelo, há o crescimento de problemas sociais graves, como a desnutrição e a mortalidade infantil num momento em que o desenvolvimento tecnológico se faz marcante na produção e estocagem de alimentos, na indústria farmacêutica e na medicina.
Especialmente no último meio século, a produção global de bens e de serviços, a disseminação de uma cultura da informação, a universalização de hábitos de alimentação, vestuário e lazer, com a virtual invasão das culturas regionais por padrões mundiais, constituem não só novos paradigmas mas também novos desafios da educação em geral e, particularmente, da preparação para o trabalho. O domínio da informática é só um dos aspectos de um novo e amplo complexo de relações da atualidade social e produtiva, na qual conhecimento e informação são pelo menos tão preciosos quanto materiais e energia.
No entanto, o estudo da tecnologia é pequeno nas escolas fundamentais. Para a elaboração deste eixo temático não há discussão acumulada expressiva, ao contrário do que ocorre com a educação ambiental e educação para a saúde. Sua presença neste documento decorre da necessidade de formar alunos capacitados para compreender e utilizar diferentes recursos tecnológicos e discutir as implicações éticas e ambientais da produção e utilização de tecnologias.
Este eixo temático tem como conteúdos as transformações dos componentes materiais e ciclos naturais em produtos necessários à vida humana. São os aparelhos, as máquinas, os instrumentos, os materiais e os processos que possibilitam essas transformações, a geração de desenvolvimento e o uso de tecnologias. Comporta  também o enfoque das relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade, no presente e no passado, no Brasil e no mundo, em vários contextos culturais, considerando-se as alterações que a implementação de tecnologia promove no meio social. As questões éticas, valores e atitudes compreendidas nessas relações são conteúdos fundamentais a investigar nos temas que se desenvolvem em sala de aula. A origem e o destino social dos recursos tecnológicos, as conseqüências para a saúde pessoal e ambiental e as vantagens sociais do emprego de determinadas tecnologias também são conteúdos de Tecnologia e Sociedade. Estão estreitamente ligados aos demais eixos temáticos de CN e aos temas transversais Meio Ambiente, Saúde, Ética, Pluralidade Cultural e Trabalho e Consumo.
Assim, na elaboração de planejamentos, é possível destacar conteúdos de Tecnologia e Sociedade para trabalho conjunto com os demais eixos. Por exemplo, o conhecimento acerca dos processos de extração e cultivo de plantas em hortas, pomares e lavouras, de criação de animais em granjas, viveiros e pastagens, de extração e transformação industrial de metais, de extração de areia e outros materiais utilizados na construção civil são temas de investigação interessantes para desenvolverem-se conteúdos de Tecnologia e Sociedade e Ambiente e Vida em CN. Possibilitam conexões com os temas transversais Meio Ambiente, quando se discutem atitudes de preservação e problemas ambientais, e Trabalho e Consumo, ao abordar as condições de trabalho humano no campo.
Também o saneamento dos espaços urbanos e rurais, a conservação de alimentos, a manufatura ou indústria de bens de consumo, as tecnologias ligadas à medicina e ao lazer são temas de estudo sobre as transformações de matéria e energia, de processos e aparelhos, de mudanças no meio social promovidas pela tecnologia. Estabelecem conexões entre este eixo e o tema transversal Saúde, ao  analisar diferentes aspectos que contribuem para a saúde do indivíduo e das populações. Com Trabalho e Consumo, cooperam na discussão de questões importantes no tema, ao se investigar como ocorre a  criação de novas necessidades e como identificar a publicidade enganosa.
A abordagem de aspectos éticos está muito freqüentemente associada a grandes interesses econômicos e políticos. É preciso trazer tais questões críticas para a discussão em sala de aula, evitando a visão ingênua ao idealizar a tecnologia como sinônimo inquestionável de progresso social e conforto individual. É comum, por exemplo, discutir a preservação de energia e de água potável ou o risco da automedicação a partir de uma perspectiva simplesmente individual, restringindo-se a recomendações do tipo "apague a luz do corredor" e "não deixe a torneira pingando", ou "evite a automedicação", deixando-se de lado variáveis gravemente mais relevantes como a política econômica de produção de equipamentos energeticamente perdulários, como automóveis de alta potência e geladeiras mal isoladas ou a propaganda de medicamentos e sua venda indiscriminada. O alcance político de tais questões éticas poderia reverter em imediato benefício para a população, pois uma efetiva proibição da venda de medicamentos sem receita colocaria a poderosa indústria farmacêutica mobilizada a favor da ampliação do atendimento médico.
Em Tecnologia e Sociedade, a dimensão dos procedimentos comporta todos os modos de reunir, organizar, discutir e comunicar informações como nos demais eixos. São exemplos de interesse da Física a construção de modelos e experimentos em eletro-eletrônica, magnetismo, acústica, óptica e mecânica (circuitos elétricos, campainhas, máquinas fotográficas, motores, chuveiro, torneira, rádio a pilha etc.), assim como são exemplos de interesse da Química e da Biologia a experimentação e interpretação da ação de catalisadores, de fermentos, de fertilizantes.
Mediante a apreciação de um exemplo é possível apontar as dimensões dos conteúdos implicados em  determinado tema de investigação deste eixo, como: de onde vem a luz das casas? O entendimento da geração e transmissão de energia elétrica envolve conceitos relacionados a princípios de conservação de energia, transformação de energia mecânica em energia elétrica, calor, luz, propriedades dos materiais, corrente, circuitos elétricos e geradores. Vários procedimentos podem ser utilizados, como visitas a usinas ou estações de transmissão, entrevistas, leituras, experimentos e montagens. Investigações sobre o descobrimento e aplicação da eletricidade, sobre os limites dos usos de recursos hídricos e suas implicações ambientais e sobre o acesso das populações a esse bem ampliam e contextualizam o tema, oferecendo-se condições para que o debate sobre valores e atitudes voltados à preservação dos recursos naturais esteja bem fundamentado.

Temas Transversais e Ciências Naturais

A proposta de trabalhar questões de relevância social na perspectiva transversal aponta para compromisso a ser partilhado por professores de todas as áreas, uma vez que é preciso enfrentar os constantes desafios de uma sociedade, que se transforma e exige continuamente dos cidadãos a tomada de decisões, em meio a uma complexidade social crescente. Uma vez que o conhecimento não se desenvolve à margem das variáveis afetivas e sociais, a capacidade de reflexão e pensamento crítico, ao lado da convivência social, é forjada durante o processo de ensino-aprendizagem.
É necessário considerar como se expressam em cada área os temas transversais que compõem estes PCN. Isto não significa que a perspectiva da transversalidade seja o tratamento simultâneo de um mesmo tema por todas as áreas. Ou, ao contrário, que sejam abordados em uma única aula ou uma única atividade. Para que se tornem significativos no processo educacional, devem ser trabalhados periodicamente em diferentes contextos, em níveis crescentes de complexidade e articulados aos conteúdos das áreas.
Em Ciências Naturais, os temas transversais contribuem para destacar a necessidade de dar sentido prático, para o trabalho e para a vida diária, às teorias e aos conceitos científicos trabalhados na escola. Favorecem a análise de problemas científicos atuais sob diferentes pontos de vista: do interesse individual ou social, do coletivo científico ou da cidadania, das mulheres e dos homens, dos ricos e dos pobres.
Neste documento, os textos de eixos temáticos apontam várias conexões com os temas transversais, seja para a melhor compreensão dos conhecimentos e temas científicos, seja para a ampliação das análises. Alguns deles tradicionalmente estão presentes em muitos currículos de Ciências Naturais, ligados à discussão de aspectos biológicos: Meio Ambiente, Saúde e Orientação Sexual. Mas nas últimas décadas a relevância social desses temas tem sido crescente, revelando sua natureza abrangente e a multiplicidade de dimensões que comportam. Embora todos eles ainda ocupem  lugar destacado nas aulas de Ciências, não é possível somente um componente curricular cobrir o tratamento amplo e complexo que exigem, apontando a necessidade de se desenvolverem  projetos com as demais áreas.
A principal conexão com Meio Ambiente é o reconhecimento do ser humano como parte integrante da natureza. Considerando a compreensão científica como um fundamento essencial para o entendimento do meio ambiente, Ciências Naturais trata especificamente de vários conteúdos de educação ambiental, em todos os eixos temáticos. Assim, a área de Ciências Naturais traz contribuições diretas para os objetivos de Meio Ambiente, como "perceber, em diversos fenômenos naturais, encadeamentos e relações de causa-efeito que condicionam a vida no espaço (geográfico) e no tempo (histórico), utilizando essa percepção para posicionar-se criticamente diante das condições ambientais de seu meio" e "conhecer e compreender de modo integrado e sistêmico as noções básicas relacionadas ao meio ambiente".
Os dois blocos de conteúdos de Saúde, Autoconhecimento para Auto-Ajuda e Saúde Coletiva, oferecem perspectivas sociais e ambientais que ampliam significativamente a abordagem tradicional de programas de saúde nos currículos de Ciências. Tais perspectivas estão mais evidentes no eixo "Ser Humano e Saúde", ao se considerar, por exemplo, a importância de reconhecer e promover os recursos para o bem- -estar e a saúde dos indivíduos da comunidade escolar. Também é compartilhada a concepção de saúde como produto de relações culturais e ambientais, dimensões essenciais ao crescimento e ao desenvolvimento humano. Toda a seleção de conteúdos em Ciências Naturais está voltada para possibilitar ao aluno a apreensão e construção dessas concepções ao longo do ensino fundamental, considerando-se necessariamente o conhecimento do corpo humano como um melhor conhecimento de seu próprio corpo, dotado de uma subjetividade que lhe é própria e que deve ser especificamente respeitada pelo professor.
O conhecimento do corpo transcende sua dimensão biológica. No corpo estão inscritas a história de vida, a cultura e os desejos do indivíduo. Esta concepção, colocada por Orientação Sexual, é importante orientação ao eixo temático Ser Humano e Saúde que, a cada ciclo, estabelece alcances para a discussão do corpo e da sexualidade humana.
Devido ao fato de profissões como  cientistas ou engenheiros terem sido por muito tempo predominantemente desempenhadas por brancos do sexo masculino, os estudantes do sexo feminino podem ter adquirido a impressão de que essas áreas estão além de suas capacidades. Essa percepção desanimadora persistirá, muitas vezes reforçada pelo ambiente externo à escola,  a não ser que os professores trabalhem no sentido de a inverter, apontando os acertos de alunas e tornando claro que se espera dessas jovens que aprendam os mesmos assuntos e no mesmo nível que todos os outros, e que tenham resultados igualmente bons. Aliás, estas mesmas questões podem se aplicar aos estudantes pobres e aos negros de ambos os sexos.
As relações de Consumo e de Trabalho podem ser trabalhadas também em Ciências Naturais, abordando-se aspectos legais, sociais e culturais ligados à apropriação e transformação dos componentes e dos ciclos da natureza pelo ser humano. São aspectos ligados à crítica ao consumismo, ao conhecimento dos direitos do trabalhador e do consumidor, à apreciação das relações entre consumo e sustentabilidade, ou consumo e saúde, enfoques especificamente tratados em Consumo e Trabalho que podem ser trabalhados junto a vários temas de Ciências. É importante também sempre se referir à Ciência como atividade humana e empreendimento social e, ao cientista, como trabalhador, ambos de um mundo real, concreto e historicamente determinado.
A concepção do tema Pluralidade Cultural é reconhecer a diversidade cultural como um direito dos povos e dos indivíduos e elemento de fortalecimento da democracia. Sabe-se que o conhecimento do ambiente natural não é produto apenas de cientistas e  de engenheiros, mas, de formas variadas, todos os grupos socioculturais desenvolvem e utilizam habilidades para observar fenômenos e regularidades, se localizar, medir, representar, desenhar e explicar, em função de seus interesses e necessidades. Assim, é de fundamental importância valorizar o universo cultural no qual o aluno está inserido, pois ele aprende com os pais, irmãos, colegas e outros adultos, além de com o professor. Aprendem também com filmes, televisão, rádio, discos, livros, revistas, computadores, bem como em festas, shows, eventos desportivos, quando vão aos museus ou aos jardins zoológicos, bem como com os livros escolares. Parte daquilo que aprendem informalmente está incorreto, incompleto ou mal compreendido, mas a educação formal pode ajudar os alunos a reestruturar esses conhecimentos e a adquirir outros novos sem desvalorizar sua cultura. Ao contrário, o ensino de Ciências pode até mesmo incorporar os vastos recursos culturais da comunidade em um sentido mais amplo, envolvendo os pais e outros adultos interessados em, por exemplo, dar entrevistas aos alunos, ensinando habilidades e saberes específicos. Ainda se valorizam as diversas culturas quando, em Ciências Naturais, se investigam os diferentes conceitos e as diferentes explicações, de diferentes épocas, para problemas de interesse científico.
O professor de Ciências, antes de mais nada um educador da criança e do jovem brasileiro, reconhece os conteúdos tratados em Ética quando contribui para que seus alunos desenvolvam os sentidos da solidariedade, do respeito mútuo, da justiça e do diálogo com autoconfiança. É importante reconhecer que a aprendizagem de Ciências pode envolver sentimentos de ansiedade e medo do fracasso, o que, sem dúvida, é uma conseqüência, tanto do que é ensinado, como do modo como é ensinado e, ainda, por atitudes transmitidas acidentalmente por pais e professores que não se sentem, eles próprios, à vontade com a Ciência. Em vez de desprezarem esses sentimentos, os professores podem trabalhar no sentido de assegurar que os estudantes atinjam algum sucesso na aprendizagem, não reforçando a idéia de sucesso como acerto total, mas como progresso pessoal na superação das dificuldades. Sabe-se que a compreensão de alguma coisa nunca é absoluta e pode comportar variantes. A própria Ciência não é um conhecimento acabado, nunca está completamente certa. Do mesmo modo, é importante que todos os alunos, principalmente os menos autoconfiantes, tomem consciência de seus progressos e sejam encorajados a continuar a estudar.
Além de sua importância para a aprendizagem e para a compreensão do fazer científico, os trabalhos em grupo têm importante significado para valorizar a troca de experiências, respeitar o conhecimento e a produção de colegas e promover a consciência de que todos podem contribuir para atingir objetivos comuns, valorizando a idéia de que o progresso depende exatamente do fato de nem todos possuírem as mesmas capacidades e os mesmos talentos.

Avaliação
Coerentemente com a concepção de conteúdos e com os objetivos propostos, a avaliação deve considerar o desenvolvimento das capacidades dos alunos com relação à aprendizagem de conceitos, de procedimentos e de atitudes.
 A avaliação só se efetiva numa seqüência de verificações com objetivos definidos pelo professor, orientando-o sobre a evolução dos alunos e a adequação do ensino, que pode ser redirecionado em função dos resultados. Não constitui  atividade desvinculada do processo de ensino e aprendizagem, sendo, antes, mais um momento desse mesmo processo. Além do produto dos trabalhos individuais, em duplas ou em grupo, o professor deve comentar, rever e registrar as apreciações dos processos de produção destes mesmos trabalhos, como se discute no documento de Introdução aos PCN.
Ao se considerar oportuno superar o ensino "ponto-questionário", não apenas os métodos de ensino precisam ser revistos, mas, de modo coerente, os meios e a concepção de avaliação. Perguntas que solicitam respostas extraídas diretamente dos livros-texto, ou das lições ditadas, pouco contribuem ao aprendizado, já que responder de acordo com o texto não significa compreender um conceito ou efetivamente dominar a informação ou o procedimento automaticamente repetido. São particularmente comuns na área de CN perguntas objetivas do tipo: "O que é...?", geralmente inadequadas a alunos dos primeiros ciclos do ensino fundamental. Raramente lhes é possível elaborar respostas com o grau de generalização pretendido pelo professor. Acabam respondendo com "Por exemplo ...". E o professor, ou aceita os exemplos como definição, deixando a noção de que exemplificar é definir, ou considera errada a resposta, desqualificando um conhecimento que o aluno efetivamente demonstra. Nos dois casos a intervenção do professor comprometeu a aprendizagem, pois a inadequação era da pergunta, não da resposta.
A avaliação é efetivamente realizada ao se solicitar ao aluno que faça uso de seu conhecimento, por exemplo, que interprete situações determinadas, utilizando os conceitos, procedimentos ou atitudes que são objeto de discussão e aprendizagem. Isso é possível ao se solicitar ao aluno ou a grupo de alunos que interprete uma determinada situação fazendo uso de conceitos, atitudes ou procedimentos que estão sendo trabalhados. Pode ser interpretada uma história, uma figura, um texto, um problema ou um experimento, em situações semelhantes, mas não iguais, às vivenciadas no decorrer dos estudos. Nessas situações, os alunos realizam comparações, estabelecem relações, elaboram registros e outros procedimentos desenvolvidos em sua aprendizagem, fazendo uso de conceitos e atitudes que elaboraram. Desta forma, tanto a evolução conceitual quanto a familiaridade com procedimentos e o desenvolvimento de atitudes podem ser avaliados pelo professor ou em processos de auto-avaliação dos alunos, individualmente ou em grupos, como também se discute no documento de Introdução aos PCN.
Para o aluno e para o professor, a tomada de consciência de erros e acertos é um momento dos mais importantes no processo educativo, que não deve ser confundido com a correção de exercícios ou provas. O erro faz parte do processo de aprendizagem e pode estar expresso em registros, respostas, argumentações e formulações incompletas do aluno. Do ponto de vista do professor o erro, que tradicionalmente expressa discrepâncias com conceitos, procedimentos e métodos da Ciência, também pode ser visto como uma revelação da lógica do aluno. Avaliar também é buscar compreender essa lógica, sua razão constitutiva como parte do processo e explicitá-la para o aluno.
Desde que consistentemente trabalhado pelo professor, o erro é um elemento que pode permitir ao aluno tomar consciência do seu próprio processo de aprendizagem, da apropriação que faz de diferentes conteúdos, percebendo que há diferenças entre o senso comum e os conceitos científicos e que é necessário saber aplicar diferentes domínios de idéias em diferentes situações. Se esse conhecimento for valorizado nas práticas sociais, vai se estabelecer na mente dos alunos, se manifestar nas situações cotidianas de interação e não apenas nos momentos das respostas formais.
 
2ª PARTE

Ciências Naturais no terceiro e quarto ciclos

Terceiro ciclo
A partir do 3º ciclo, e principalmente no 4º ciclo, o aluno vive a transição para a adolescência, podendo ampliar a participação em seu meio social e desenvolvendo uma atitude crítica que dirige tanto às relações pessoais como a outros aspectos de sua vida cultural e afetiva. Educadores especialistas do 1º Grau,  o professor ou a professora de Ciências Naturais precisam abrir o diálogo, encontrar respostas e incentivo adequados para o amadurecimento crítico de seus alunos, o que significa, geralmente, empreender trabalho em grupo, capaz de envolver e de colocar os alunos em interação social e cognitiva. A complexidade desta fase escolar exige que o professor tenha possibilidade real de realizar ensino ativo, desafiador e atualizado.
Os cursos de Ciências, por sua riqueza e diversidade em conteúdos e abordagens, podem se realizar de forma interessante e significativa para os alunos, sendo necessário ao professor possuir condições objetivas de trabalho e disposição para sua formação continuada. Pois estudamos e ensinamos diferentes ciências, mesmo sem possuir formação inicial em muitas delas, mas tendo perguntas para investigar e conhecendo alguns pontos de partida. Assim, pela necessidade de buscar respostas para situações reais e pela própria curiosidade, o professor planeja e desenvolve atividades para serem trabalhadas junto aos seus alunos.
Envolvido em um processo coletivo para a busca de informações e sua discussão com os colegas da área e demais membros da equipe escolar, o professor de Ciências organiza as suas próprias investigações. Reflete sobre os conteúdos que ensina e também sobre os que vai ensinar, constantemente avaliando e construindo a área de Ciências em sua escola.
Já são bem divulgadas as críticas ao ensino de Ciências centrado na memorização dos conteúdos, ao ensino enciclopédico e fora de contexto social, cultural ou ambiental, que resulta em uma aprendizagem momentânea, "para a prova", que não se sustenta a médio ou longo prazo. Por outro lado, é sabido que aulas interessantes de Ciências envolvem coisas bem diferentes, como, por exemplo, ler texto científico, experimentar e observar, fazer resumo, esquematizar idéias, ler matéria jornalística, valorizar a vida, respeitar os colegas e o espaço físico. Assim, o conhecimento científico, que também é construção humana, pode auxiliar os alunos a compreenderem sua realidade global ou regional.
Em seu planejamento e em suas aulas, é importante que o professor de Ciências desenvolva a habilidade de dar atenção aos diferentes conceitos, procedimentos, atitudes e valores que trabalha com seus alunos, sendo necessário prever tempo para se trabalhar com eles, seja nas atividades práticas, seja nas atividades orientadas para a reflexão.
Para tanto, a seleção e distribuição do tempo entre os conteúdos precisa ser cuidada e coerente com os objetivos propostos. Se o professor elege como meta de um segmento letivo a formação de hábitos de boa alimentação, será preferível ocupar tempo em atividades de leitura e comparação de alimentos em função de sua composição, expressa em tabelas de nutrição humana e em rótulos de alimentos industrializados, do que, digamos, em estudos detalhados sobre enzimas digestivas. A seleção de conteúdos conceituais deve ser particularmente rigorosa. Até porque, no final do século XX, não é mesmo possível trabalhar no 1º Grau com programas imensos, enciclopédicos, que cobrem exaustivamente aspectos conceituais específicos e não prevêem ensino e aprendizagem de procedimentos e atitudes, bem como a compreensão do mundo em que vivem o professor e o aluno.
Os alunos do 3º ciclo, comparados aos do ciclo anterior, geralmente, ampliaram o domínio sobre a linguagem escrita e falada, mas com diferentes graus de dificuldade. Não se pode perder de vista que, ao chegar à 5ª série, o aluno fala mais e melhor do que escreve e lê. No discurso oral está a expressão mais completa de suas hipóteses explicativas para suas observações acerca dos fenômenos naturais e demais objetos de conhecimento da área de Ciências.
Assim, é essencial que o ensino seja realizado em atividades variadas que promovam o aprendizado da maioria, evitando que as fragilidades e carências se tornem obstáculo intransponível para alguns. Para o 3º ciclo, são especialmente interessantes atividades que envolvam participação oral, como nos debates, dramatizações, entrevistas e exposições espontâneas ou preparadas, atividades em grupo voltadas para a experimentação, observação e reflexão. Entre estas atividades, aquelas de natureza lúdica, gestual e coletiva, ao lado das de desenho, cumprem também a função de minimizar a ruptura até mesmo afetiva do regime de professora de turma, como se discute no documento introdutório deste PCN.
A escrita coletiva da classe sob a coordenação do professor é fundamental. Garante o registro das discussões e conduz a aprendizagem da escrita informativa, que inclui necessariamente a socialização das idéias e dos modos de formulá-las em textos consistentes, com a utilização de termos cujo significado é conhecido por todos e com intenção compartilhada.
Durante os diferentes exercícios, a participação do professor nas atividades é permanente. Pois os alunos de 3º ciclo necessitam de referenciais científicos, ao seu alcance, que os orientem para observar, experimentar, ler, resumir e produzir outros registros de informação e praticar vários métodos de análise e interpretação de problemas.
É papel do professor criar oportunidades de contato direto de seus alunos com fenômenos naturais e artefatos tecnológicos, em atividades de observação e experimentação, nas quais fatos e idéias entram em relação, para resolver questões problematizadoras, estudando suas relações e suas transformações, impostas ou não pelo ser humano. A aquisição de imagens de componentes e fenômenos da natureza, que pode ter se iniciado nos ciclos anteriores, continua tendo relevância no 3º e 4º ciclos.
Também é fundamental ao professor ouvir de seus alunos quais os significados pessoais que dão para o que se está estudando. Em resposta, o professor buscará problematizar para promover a evolução conceitual do aluno, a aprendizagem dos procedimentos e a compreensão dos valores humanos. Como nos demais ciclos, é papel do professor apresentar o marco conceitual que permite ao aluno avançar seu conhecimento sobre diferentes temas de interesse científico.
É necessário garantir tempo, também, para a discussão em classe de todos os aspectos envolvidos nos projetos, atividades e outros exercícios. Um exercício que o professor discute com os alunos e, junto com eles, reformula para seu melhor entendimento, terá maiores chances de funcionar para a aprendizagem. É um "contrato de trabalho" discutido e tratado. É um recurso para evitar a frustração dos alunos diante de trabalhos difíceis demais ou que careçam de significação pessoal e social, que o professor avalia cuidadosamente.
Uma vez estabelecido um roteiro de objetivos e atividades com a classe, os alunos participam ativamente dos exercícios, com certa independência. Exploram sua capacidade para observar, explicar e prever e, também, uma crescente habilidade manual, que lhes permite manipular materiais específicos com cuidado, como tubos de ensaio e conta-gotas, obtendo dados para comparação e análise. Quando há laboratório disponível, o aluno de 3º ciclo poderá utilizá-lo com certa autonomia.
A maturidade crescente já permite que as operações de máquinas, aparelhos e de sistemas simples possam ser examinadas, dando oportunidade para a elaboração de explicações dos próprios alunos e registradas por eles. Quando comparadas com aquelas elaboradas por seus colegas ou apresentados pelo professor, as idéias iniciais podem se tornar mais complexas ou se modificar.
O uso de gráficos e outras ilustrações, a compreensão e a elaboração de legendas são exemplos de elementos que fazem uso da comunicação escrita e reforçam ou consolidam seu aprendizado. Mas deve ser privilegiada a escrita como registro das observações e da compreensão do mundo que os alunos estão elaborando, relativamente à simples leitura de textos, que pode conduzir à passividade e à inibição da observação, experimentação e manifestação da expressão.
Com a participação essencial do professor, os alunos poderão ler e interpretar textos variados, identificando e reescrevendo determinadas informações sobre os objetos em estudo, bem como elementos narrativos e do contexto social. Isso significa que são necessariamente guiadas pelo professor a produção de sínteses e a pesquisa em enciclopédias ou outros textos com linguagem especificamente científica. A produção de resumos torna-se uma tarefa difícil demais, desestimulante para o estudante de 3º ciclo, se for desacompanhada de instrução e modelos adequados.
Neste ciclo é interessante a abordagem de aspectos da história das ciências e história das invenções tendo em perspectiva , por um lado, oferecer informações e condições de debate sobre relações entre ciência, tecnologia e sociedade e, por outro, chamar atenção para características que constituem a natureza das ciências que os próprios alunos estão vivenciando em atividades de ensino.
A discussão de diferentes visões já permite uma primeira percepção do sentido social da construção do conhecimento científico. Ao mesmo tempo, esta é uma oportunidade para o desenvolvimento de valores humanos mais gerais que os da ciência, como o gosto pelo diálogo investigativo e o respeito pela diversidade de percepções e interpretações.
A comparação entre as idéias e previsões preliminares e aquelas concluídas após a realização de investigação sobre tema determinado é importante ocasião para a valorização da aprendizagem realizada. Os alunos poderão tomar consciência da transformação, às vezes radical, na compreensão dos objetos de estudo. O planejamento de atividades específicas com esta finalidade é fundamental para que a conscientização da aprendizagem não fique subentendida ou mesmo oculta dos alunos.

Objetivos
A escolha dos objetivos de CN para o 3º ciclo foi norteada pelas considerações acima, pelos Objetivos Gerais e demais fundamentos deste PCN.
Os temas de estudo e as atividades de Ciências Naturais devem ser organizados para que os alunos ganhem progressivamente as seguintes capacidades:

· Reconhecer que a humanidade sempre se envolveu com o conhecimento da natureza e que a Ciência, uma forma de desenvolver este  conhecimento, relaciona-se com outras atividades humanas.

· Valorizar a disseminação de informações socialmente relevantes aos membros da sua comunidade.

· Valorizar o cuidado com o próprio corpo, com atenção para o desenvolvimento da sexualidade e para os hábitos de alimentação, de convívio e de lazer.

· Valorizar a vida em sua diversidade e a conservação dos ambientes.

· Elaborar individualmente e em grupo relatos orais e escritos acerca do tema em estudo, considerando informações obtidas através de observação, experimentação, textos ou outras fontes.

· Confrontar as diferentes explicações individuais e coletivas, inclusive as de caráter histórico, respeitando as opiniões, para reelaborar suas idéias e interpretações.

· Elaborar perguntas e hipóteses, selecionando e organizando dados e idéias para resolver problemas.

· Caracterizar os movimentos visíveis de corpos celestes no horizonte e seu papel na orientação espaço-temporal hoje e no passado da humanidade.

· Caracterizar as condições e a diversidade de vida no planeta Terra em diferentes espaços, particularmente nos ecossistemas brasileiros.

· Interpretar situações de equilíbrio e desequilíbrio ecológico relacionando informações sobre a interferência do ser humano e a dinâmica das cadeias alimentares.

· Identificar diferentes tecnologias que permitem as transformações de materiais e de energia necessárias a atividades humanas essenciais hoje e no passado.

· Compreender a alimentação humana, a obtenção e conservação dos alimentos, sua digestão no organismo e o papel dos nutrientes na sua constituição e saúde.

Conteúdos
Os textos seguintes buscam explicitar os alcances dos conteúdos em cada eixo temático, apontando-se possíveis conexões entre eixos e com os temas transversais, tendo-se também o tratamento didático da temática em perspectiva.
Considerando os conteúdos propostos, diferentes temas e problemas poderão ser escolhidos para a composição de currículos específicos de modo a proporcionar a aquisição das capacidades expressas nos objetivos de ciclo. A aprendizagem dessas capacidades não significa o aprofundamento em todos os temas de estudo mencionados nos textos abaixo, uma vez que o estudo detido de alguns temas oferece esta oportunidade. O professor julgará a pertinência de aprofundamento de estudo em alguns temas e a exploração mais ampla de outros, tomando como base os critérios de seleção de conteúdos aplicados à sua realidade.

Terra e Universo
No 3º ciclo, os estudos neste eixo temático ampliam a orientação espaçotemporal do aluno, a conscientização dos ritmos de vida e propõem a elaboração de uma concepção do Universo, com especial enfoque no Sistema Terra- Sol -Lua. Os alunos podem desenvolver um inventário de astros e fenômenos observados no Universo e construir as referências para sua orientação, assim como o ser humano foi fazendo em suas andanças pela superfície terrestre. Paralelamente, os alunos podem ir consultando outras fontes de informação, com a orientação do professor, para gradativamente ganhar visões mais amplas do Universo, tendo nosso planeta como participante, conforme o que está proposto na parte 1 deste documento, construindo e reconstruindo modelos de céu e Terra.
No desenvolvimento desses estudos, é fundamental privilegiar atividades de observação e dar tempo para os alunos elaborarem suas próprias explicações. Por exemplo, nos estudos básicos sobre o ciclo do dia e da noite, a explicação científica do movimento de rotação não deve ser a primeira abordagem sobre o dia e a noite, o que causa muitas dúvidas e não ajuda a compreensão do fenômeno observado nas etapas iniciais do trabalho.
Certamente os alunos manifestam a contradição entre o que observam no céu - o movimento do Sol tomando-se o horizonte como referencial - e o movimento de rotação da Terra, do qual já tiveram notícia. As dúvidas dos alunos, contudo, podem ser o ponto de partida para se estabelecer uma nova interpretação dos fenômenos observados.
Como fez a maioria da humanidade até há 500 anos, o modelo de céu construído espontaneamente pelo aluno tem a Terra como ponto de referência central. Assim, é necessário organizar as observações dos movimentos que os alunos vêem em uma paisagem celeste que se move em relação ao horizonte, estimulando-os a elaborar suas próprias explicações, nas quais já podem incorporar algum conhecimento atual da Ciência, ao mesmo tempo em que exercitam a linguagem descritiva e o desenho de observação.
Dependendo do lugar da Terra em que o observador estiver, as trajetórias do Sol são vistas como arcos diferentes em relação ao horizonte. Assim, no Equador, a trajetória diária do Sol é perpendicular ao horizonte. Já um observador situado entre o Equador e um dos pólos observa a trajetória inclinada do Sol em relação ao horizonte. Em ambos os casos, registra-se que o Sol nasce sempre do mesmo lado do horizonte (Leste), desaparecendo no lado oposto (Oeste). Para essa investigação, podem ser organizadas observações do horizonte em algumas horas do dia, principalmente no nascente e no poente do Sol. Após alguns dias seguidos, a regularidade dos pontos de nascente e poente, definidos como pontos cardeais Leste e Oeste, podem ficar bem marcados para os alunos.
Conforme o Sol se movimenta em relação ao horizonte, sua luz projeta sombras que também se movimentam, variando em comprimento e direção: de manhã, as sombras são compridas; com o passar das horas, as sombras vão se encurtando e ao meio-dia são mínimas ou inexistem. Depois disso, vão se encompridando para o lado oposto até o fim da tarde. São observações como essas que permitiram  a construção de calendários pelas  diferentes culturas, refletindo diferentes concepções de Terra e Universo, um tema a ser desenvolvido em conexão com Pluralidade Cultural.
A construção de um relógio solar é importante atividade para os alunos realizarem, discutindo o tamanho das sombras durante o dia e conhecendo como os povos antigos construíram seus relógios. As sombras do meio-dia, sempre as mais curtas, determinam a direção Norte-Sul. Um relógio desse tipo pode ser uma haste vertical bem reta espetada no chão liso, horizontal e a céu aberto, que projeta sombras diferentes nas várias horas do dia. Marcando o comprimento dessas sombras, os alunos podem elaborar explicações para o tamanho e a direção delas, compreendendo melhor a trajetória do Sol, marcando o nascente (ponto Leste) e o poente (ponto Oeste) e o Norte-Sul pela perpendicular que faz a menor sombra - a do meio-dia, em relação à reta Leste-Oeste. Por conta dos fusos horários, das convenções dentro do país e do horário de verão, o meio-dia oficial nem sempre é exatamente correspondente ao meio-dia observado. Também por convenção, o Norte é definido como o ponto à frente de quem, com os braços estendidos, aponta o Leste com a mão direita e o Oeste com a mão esquerda, ficando o Sul às suas costas.
Pode-se ainda observar que a Lua aparece ligeiramente diferente a cada dia no céu, voltando a ter a mesma forma a cada quatro semanas aproximadamente, fato que foi a base da organização mensal do tempo. Além disso, enquanto o Sol só aparece durante o dia e as estrelas somente à noite, às vezes é possível ver a Lua também durante o dia; outras vezes ela nem aparece no céu limpo e estrelado. Uma primeira aproximação à compreensão das fases da Lua pode se realizar neste ciclo através de observações diretas durante um mês, em vários horários, com registro em tabela e construindo maquetes onde se encontram representados o Sol, a Lua e a Terra. Experimentos com luz e sombra acompanham e dão sustentação à compreensão das fases da Lua.
Com a observação de todas essas regularidades o ser humano, antes de organizar cidades, já sabia que o Sol, a Lua e as estrelas participam do mesmo movimento ao redor de um ponto no céu. Esses fatos sugerem duas possíveis interpretações: ou a Terra se desloca de Oeste para o Leste ou todos os astros se deslocam de Leste para o Oeste. Por muito tempo prevaleceu a última interpretação, com a Terra estática e central. Entre as várias explicações para isso, na Grécia antiga concebeu-se um modelo em que as estrelas, a Lua e o Sol estariam sobre uma grande esfera transparente que circundava a Terra, da qual se via apenas metade de cada vez. As estrelas eram visíveis quando o Sol se encontrava no hemisfério celeste abaixo do horizonte. A esfera se moveria para Oeste ao redor de um ponto fixo imaginário no céu.
Este modelo situou o ser humano no espaço cósmico e, ainda hoje, as convenções dele decorrentes - pontos cardeais e as 88 constelações consideradas oficialmente como regiões no mapa do céu - são as referências para os sistemas de orientação cartográfica e até mesmo para a navegação tanto aérea como marítima.
Como referência para a orientação noturna, os alunos podem observar a constelação do Cruzeiro do Sul e seu movimento em relação ao horizonte por alguns momentos, num intervalo de 3 ou 4 horas durante a noite e, através de comparações e estimativas, fazer hipóteses sobre as distâncias a que diversas estrelas se encontram da Terra e a quantidade de estrelas que não são visíveis, seguidas de pesquisa em fontes de informação escritas.
O trabalho com escalas de distância e grandeza deve ter espaço nas aulas. Um exemplo  é a construção de uma escala do sistema Terra-Sol-Lua no pátio da escola, onde se comparam as distâncias relativas entre os corpos celestes com unidades de medidas reconhecidas pelos alunos, como o metro. Embora seja possível alguma compreensão, não se pode esperar que, no 3º ciclo, a maioria dos alunos sistematize escalas entre corpos celestes muito distantes entre si, como as distâncias comparativas entre Terra-Lua-Alfa-Centauro e alguma galáxia.
Fotografias da Lua, dos planetas e  de seus satélites, bem como a forma como foram obtidas, podem ser interessantes para construir imagens do Universo e de sua investigação. O desenvolvimento de lunetas, telescópios, foguetes, satélites artificiais, naves, o pouso tripulado na Lua, e os não tripulados em Marte ou Vênus, as sondas não tripuladas indo para Júpiter, Saturno, Urano e Netuno podem se constituir em pesquisa bibliográfica de revistas e jornais para alunos de 3º ciclo, com roteiros elaborados sob a coordenação e orientação do professor. Visitas preparadas a observatórios, planetários, museus de astronomia e de astronáutica são muito importantes para o repertório de imagens dos alunos. Para isso, também contribuem muito as discussões a partir de filmes de vídeo, animações de computador, em que aparecem os movimentos dos corpos celestes e suas fisionomias, através de simulações ou de imagens enviadas por satélites e sondas. Modelos com esferas e pequena fonte de luz, simulando o sistema Terra-Sol-Lua, podem ser feitos da maneira como grupos de alunos os conceberem, ajudando-os a explicar suas próprias idéias.
Para organizar os elementos que os alunos incorporam para a transformação de seus modelos, um instrumento simples e eficaz é solicitar que desenhem representações do Universo, onde a Terra esteja presente, por várias vezes durante esses estudo. Algumas legendas ajudam a explicitar os elementos do desenho, que pode ou não ser seguido de um texto que explique as idéias nele contidas, mas o objetivo não é saber os nomes dos astros, embora alguns alunos gostem, podendo agregá-los em seus trabalhos.
À medida que incorporam novos dados, novas informações, novos enfoques, os alunos incrementam seu próprio modelo de Universo, dentro de suas possibilidades de compreensão de espaço e tempo. Identificam algumas estrelas e constelações facilmente observadas no céu e incorporam estrelas muito distantes, planetas, satélites, meteoros e cometas a partir de dados obtidos em fontes de informação. Algumas informações além de seu nível de compreensão podem ser retomados em outros níveis de escolaridade, sem que isso signifique proibir sua discussão, às vezes motivada pelos próprios alunos que "ouvem falar do Big-Bang".
A luz do Sol, que caracteriza o ritmo cíclico do dia e noite, organiza muitos dos ritmos biológicos de plantas e animais. Observar hábitos de animais diurnos e noturnos domésticos, procurar informações sobre o comportamento de plantas e outros animais no claro e no escuro e ainda relacionar essas informações com a organização diária das atividades pessoais e sociais é uma forma de contribuir para a tomada de consciência do aluno sobre a conexão entre os corpos celestes e os ritmos de vida na Terra, um tema a ser desenvolvido junto com Vida e Ambiente.
A Terra, nossa "nave", deve ter lugar especial nos estudos do Universo. É necessário auxiliar os alunos a incorporarem a dimensão planetária da Terra, descentrando-se do lugar geográfico onde estão, de seu horizonte, o que é possível, mas depende da elaboração de diferentes imagens e de várias perspectivas adotadas ao longo de toda a escolaridade.
A comparação entre planetas do Sistema Solar pode ser útil. Longe de requerer descrições minuciosas, este estudo deve revelar que os planetas têm características muito diferentes da Terra, o único planeta onde seres vivos se desenvolvem (e evoluem), através da presença de água em estado líquido e do envolvimento por uma atmosfera oxigenada, o que possibilita temperaturas em amplitudes compatíveis com a vida. A gravidade, neste caso, é essencial para a retenção da atmosfera.
No que se refere à compreensão da superfície e da estrutura interna da Terra, também é interessante trabalhar com modelos. Informações sobre a profundidade dos oceanos e os maiores picos de montanhas auxiliam a construção de um modelo para a superfície terrestre, com rochas e depressões preenchidas por água líquida. É interessante a comparação bem contrastante entre a superfície da Terra e o planeta como um todo, em relação à quantidade de água, outros materiais líquidos e rochas.
O tipo de material que sai dos vulcões ajuda a imaginar o interior da Terra e sua estrutura, o que pode ser concretizado por desenhos ou maquetes. Pequenos textos podem acompanhá-los, para que os alunos expliquem suas idéias e para que algumas hipóteses sobre a formação do planeta possam ser elaboradas.
Quanto à forma esférica, é interessante investigar como os raios solares atingem o planeta: mais próximos de uma perpendicular à superfície na região entre os dois trópicos, e mais obliquamente nas regiões mais próximas aos pólos, o que implica distribuição da luz e calor de forma diferenciada nestes locais. Assim, temos diferentes zonas climáticas: duas regiões polares frias, uma equatorial quente e duas regiões intermediárias tropicais. Esse padrão determina a presença de diferentes faunas e floras no planeta.
As relações entre a iluminação da esfera terrestre pelo Sol e o esquentamento de toda sua superfície pela atmosfera podem ser compreendidas mediante experimento com fonte luminosa, globo terrestre e superfície plana ou pelo aquecimento (acompanhado por termômetros) de estufas com conteúdos variáveis, como terra, água ou ambos em comparação com recipientes abertos. Além disso, estudos comparativos das regiões do globo com maior ou menor diversidade de plantas e animais e seus climas são muito importantes quando relacionados às condições físicas da Terra.
A água, que cobre ¾ da superfície terrestre, é essencial para todos os seres vivos e dissolve substâncias É utilizada para processos industriais, fluindo por todo o planeta e espalhando poluição pelos mares, rios, solos e contaminando fontes subterrâneas de água doce. O ar, em seus movimentos constantes pela atmosfera, também carrega alguns poluentes. Fatos que ocorrem em conseqüência dessas fenômenos e que aparecem freqüentemente em jornais, demonstrando as relações entre os recursos do planeta e as atividades humanas, devem sempre ser motivo para discussões ou elaboração de murais.
O fato de que recursos como água doce, ar, solo, minerais e árvores podem ser reduzidos drasticamente pelo seu uso exagerado, inadvertido ou deliberado e que a atmosfera e o oceano têm capacidade limitada de absorver resíduos e reciclá-los naturalmente, deve ser o pano de fundo das discussões. As alternativas tecnológicas para a restauração do ambiente e seus custos são importantes de serem veiculadas, ao lado das atitudes de preservação. Nessas discussões, o importante é que as idéias sobre as atitudes e valores em relação ao ambiente circulem, cabendo ao professor fornecer mais informações e esclarecer as compreensões.

Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores
a Observação direta, busca e organização de informações sobre a duração do dia em diferentes épocas do ano e sobre os horários de nascimento e ocaso do Sol, da Lua e das estrelas ao longo do tempo, reconhecendo a natureza cíclica desses eventos e associando-os a ciclos dos seres vivos e ao calendário.

a Busca e organização de informações sobre cometas, planetas e satélites do sistema Solar e outros corpos celestes para elaborar uma concepção de Universo.

a Caracterização da constituição da Terra e das condições existentes para a presença de vida.

a Valorização dos conhecimentos de povos antigos para explicar os fenômenos celestes.

Vida e Ambiente
No 3º ciclo, os estudos neste eixo temático podem proporcionar ao estudante a ampliação de conhecimentos sobre os ambientes e seus problemas, sobre os seres vivos, entre eles os seres humanos, e as condições para a vida. Busca-se uma melhor compreensão do fenômeno único da vida na Terra e a abordagem de estudos também apontados e ampliados no tema transversal Meio Ambiente, como os ciclos naturais e o manejo ambiental.
À medida que os ambientes possam ser compreendidos como um todo dinâmico, o estudo de qualquer aspecto ou problema particular poderá sucitar questionamentos e investigações acerca de outros. Conhecimentos de importância universal podem ser trabalhados pelo professor com seus alunos em diferentes abordagens. Entretanto, garantir estudos sobre o ambiente onde vive o aluno é um recurso essencial à cidadania. Além disso, é importante que os alunos  entrem em contato direto com o que estão estudando, de forma que o ensino dos ambientes não seja exclusivamente livresco. As observações diretas, as entrevistas, os trabalhos de campo e diferentes trabalhos práticos são atividades básicas.
A comparação entre as características de diferentes ambientes, uma prática dos ciclos anteriores, continua importante aqui, de sorte que os alunos possam ampliar a compreensão de que eles têm características comuns, tanto na composição como em seus processos, além de características específicas. Compreendem que em todos os ambientes há relações entre os seres vivos, inclusive o homem, e destes com os demais componentes (água, luz, solo, ar etc), que estão presentes com características e quantidades diversas que podem ser consideradas particularmente, em cada ambiente estudado, para o destaque às suas especificidades. Os processos de transporte de água, de materiais do solo, de substâncias e estruturas vivas (sementes, por exemplo) por diferentes agentes em um ambiente, ou entre ambientes, também podem ser enfocados.
Estudos comparativos sobre ambientes reais de diferentes dimensões podem ser realizados com o aprofundamento no conhecimento da dinâmica dos ambientes e da interferência do ser humano na vida da Terra. A seleção de ambientes a serem comparados é importante, pois cada estudo particular proporciona enfoques específicos. Por exemplo, pode ser interessante a investigação de um local cultivado - jardim, pomar, horta, etc.- comparativamente ao estudo de um campo abandonado. No primeiro ambiente, a ação humana para transformar e conter processos naturais pode se evidenciar, considerando-se como o ser humano deve transformar o solo na preparação do cultivo, quais técnicas utilizar para combater a erosão, o problema da seleção de sementes, dos cuidados com a plantação, o controle de pragas, como é o manejo da água etc. No ambiente de campo abandonado, a reocupação do espaço pelos seres vivos colonizadores estará em foco, podendo-se a médio e a longo prazo estudar os vegetais que se instalam, como se dá sua disseminação e qual sua origem, o que proporciona uma primeira abordagem do conceito de sucessão ecológica. Na comparação entre dois ambientes, diferentes aspectos podem ser estudados: a origem dos diferentes componentes (solo, água, seres vivos), as condições de vida dos seres vivos (onde há mais minhocas? mais formigas? como se explica isso? que diferenças há, para as minhocas, viver no campo cultivado ou abandonado?), as relações entre o solo, a água, a luz e o calor (por que o solo do campo abandonado é mais compacto? como a erosão está controlada no campo cultivado?) e as possíveis relações ecológicas que se estabelecem, podendo chegar em alguns casos a estudos de cadeias alimentares em cada um deles. As duas investigações solicitam atividades de visitação repetida, planejada e orientada pelo professor, que organiza com os alunos os problemas que serão trabalhados.
Neste ciclo, os estudos sobre os seres vivos precisam ser detidamente examinados. Por tradição, grande parte de nossos currículos encontra-se presa a esquemas de classificação biológica baseados em uma Sistemática que se fundamenta nas semelhanças morfológicas entre as espécies. Os seres vivos são apresentados a partir de agrupamentos da Sistemática (reinos, filos ou divisões, classes, gêneros etc), enfatizando-se a descrição de sua morfologia e fisiologia. Extensa nomenclatura está no cerne destas propostas curriculares. Nelas, as classificações são tomadas como unidades estanques, desconhecendo-se os atuais debates científicos deste campo de conhecimentos.
Com o desenvolvimento dos conhecimentos científicos e, inclusive, dos equipamentos que permitem observações e descrições cada vez mais acuradas, as classificações biológicas estão em constante transformação. Hoje, para a tarefa de classificação, os cientistas contam com técnicas de estudo que permitem identificar os parentescos não apenas em relação às semelhanças morfológicas, mas também com base na história evolutiva de um grupo. Já não basta a semelhança morfológica -- não é qualquer semelhança que determina parentesco. Hoje existem várias escolas de Sistemática que adotam métodos diferentes, mas de maneira geral, todas elas têm como pressuposto a Teoria da Evolução.
O contato dos alunos de 3º ciclo com a diversidade dos seres vivos baseada unicamente nas descrições morfológicas e fisiológicas de grupos biológicos não poderia ser mais desastroso. Se forem cobrados na aprendizagem de numerosos nomes e definições, que para a maioria deles não têm o menor significado e apenas decoram para a prova, chegam a desenvolver repúdio a todo este conhecimento e a desvalorizar suas reais curiosidades acerca dos ambientes e dos seres vivos. Esse tratamento raramente acrescenta conhecimentos sobre os papéis dos diferentes seres vivos nos ambientes em que vivem, ou convida os alunos a discutir por que e para que as classificações biológicas existem.
Ao contrário, a aprendizagem sobre a diversidade da vida pode ser significativa aos alunos mediante oportunidades de contato com uma variedade de espécies que podem observar, direta ou indiretamente, em ambientes reais, considerando-as como um dos componentes de sistemas mais amplos. São pesquisas que devem proporcionar aos alunos conhecimentos sobre as formas e funções do corpo relacionados aos hábitos e hábitats de seres vivos, contribuindo para formar um painel amplo e interessante sobre a vida na Terra. As fontes de informação a serem trabalhadas com os alunos serão as imagens reais de ambientes e os textos descritivos e narrativos sobre os ambientes e os seres vivos, inclusive trechos de textos históricos de naturalistas do passado. Sob esse enfoque podem ser examinados os seres vivos no ambiente de jardim, de praça ou de parque; de campo cultivado ou abandonado, mencionados acima; das casas, apartamentos, ruas e rios das cidades; determinados ambientes aquáticos e terrestres; coleções de animais ou plantas de diferentes ambientes brasileiros; os animais de zoológico; seres vivos dos pólos e dos desertos etc.
O registro de observação por meio do desenho é um recurso fundamental em Ciências Naturais que os alunos podem conhecer e praticar nos estudos dos seres vivos. São registros que progressivamente ganham rigor e precisão, conforme são corrigidos pelo professor em estratégias grupais ou individuais, tomando-se como referência a confrontação entre o objeto original e o registro produzido. Assim, alguns detalhes da anatomia externa dos seres vivos se tornam mais conhecidos dos alunos, que poderão também questionar e conhecer elementos da nomenclatura descritiva biológica. Ao lado da produção de seus próprios textos descritivos e narrativos sobre os componentes e o funcionamento dos ambientes, os desenhos de observação ganham destaque.
Os alunos poderão organizar os conhecimentos sobre os seres vivos agrupando aqueles observados e pesquisados através de  critérios por eles determinados. Ao serem convidados para separar grupos de seres vivos, poderão considerar aspectos específicos do corpo (anatomia externa, como a presença ou ausência de olhos, de pernas, de carapaça, de asas etc.), elementos de anatomia interna (presença de pulmões, traquéias ou brânquias e de esqueleto), os hábitats (lugar úmido embaixo de pedra ou tronco caído, em poça d’água etc.) e os comportamentos - hábitos diurnos ou noturnos, de reprodução, de alimentação, de construção de abrigos etc. É um processo que permite o trabalho com esquemas e pequenas chaves de classificação, produzidos pelos alunos e sob a condução do professor, ao lado da sistematização de conhecimentos sobre adaptações à vida aquática ou terrestre, sobre grupos de animais e de plantas.
A caracterização dos estratos herbáceo, arbustivo e arbóreo, presentes em diferentes ambientes, representa avanço significativo no reconhecimento dos componentes vegetais das paisagens, permitindo uma descrição interessante da vegetação e a identificação, em alguns casos, de diferentes fases do processo de recomposição do ambiente natural, a sucessão ecológica. A descrição e comparação de plantas significativas de determinados ambientes estudados também é importante, e oferece um repertório para o reconhecimento da existência de plantas que não têm semente e de outras que as têm.
Quanto aos animais, a distinção entre diferentes grupos sistemáticos é possível, mas depende de quais estudos foram realizados pelos alunos. Por exemplo, à beira-mar, entre outros aspectos pode ser relativamente fácil para os alunos conhecer os animais da comunidade entre-marés, constituída por numerosos crustáceos (cracas, lígias), moluscos (caramujos e mexilhões), celenterados (anêmonas) e peixes, entre outros. Poderão observar que nem todos os seres vivos têm estrutura de sustentação, e que quando estas estruturas são encontradas elas podem ser internas em alguns e externa em outros.
Já em florestas brasileiras são significativos os insetos, as aranhas, as minhocas e os vertebrados, como roedores e vários primatas, além das aves. No Pantanal, são mais importantes as aves, além dos peixes e dos jacarés. Em várias regiões do Brasil as onças (único grande mamífero predador que encontramos em diferentes ecossistemas do país), as cobras ou as aves de rapina são representantes dos últimos níveis tróficos das cadeias alimentares. Observe-se que o estudo dos seres vivos em seus ambientes permite o conhecimento de uma série de particularidades (morfológicas, fisiológicas e do comportamento) significativas para o estudante, quando comparados aos detalhes morfológicos valorizados nas abordagens mais usuais.
A sistematização sobre as cadeias alimentares dos ambientes investigados é conduzida pelo professor, apontando que todas as cadeias alimentares começam pelas plantas, seguindo-se os consumidores em duas ou três ordens, os necrófagos e os decompositores. A interdependência alimentar entre os seres vivos é um  conhecimento fundamental no 3º ciclo, e a classificação dos seres vivos de acordo com seu papel na cadeia alimentar é prioritária, um conhecimento ao alcance dos alunos. Também poderão compreender que as substâncias são transferidas em cada elo da cadeia. Entretanto, o entendimento de transferência e dissipação de energia ao longo das cadeias é um enfoque difícil que pode ser deixado para o ciclo seguinte.
Estudos específicos sobre a decomposição podem se desenvolver de modo muito interessante, através de experimentos variados, em conexão com o eixo temático Tecnologia, onde se propõem estudos sobre a produção e decomposição de alimentos. Neste ciclo, os alunos poderão melhorar a compreensão de que parte dos materiais presentes no solo são provenientes da decomposição de restos de seres vivos, ou de organismos mortos, mediante a ação de bactéria e fungos, visíveis ou invisíveis a olho nu. Entendem que, em todo o planeta, organismos estão crescendo, morrendo, sendo decompostos e, conseqüentemente, materiais estão sendo devolvidos ao solo ou à água em uma seqüência de eventos que se denomina ciclo dos materiais. O enfoque mais detalhado sobre os diferentes ciclos biogeoquímicos terá melhor lugar em 4º ciclo.
A interpretação de problemas relacionados com alterações nas cadeias alimentares, sob orientação do professor, preferencialmente problemas reais dos ecossistemas brasileiros, está ao alcance dos alunos, que começam a raciocinar, também, sobre as relações entre populações de seres vivos e não apenas entre indivíduos de um determinado ambiente. As alterações nas comunidades dos ambientes decorrentes do controle de pragas, das queimadas, dos desmatamentos, da construção de barragens das hidrelétricas ou da ocupação urbana  e diferentes formas de poluição devem ser examinadas.
Os diferentes ambientes brasileiros podem ser estudados, procurando-se enfocar as principais características que lhes conferem identidade, com atenção para a diversidade da vida. São estudos complementares àqueles realizados em Geografia, que permitem aos alunos construir uma caracterização geral dos principais biomas: Floresta Amazônica, Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica, Pantanal, Campos e Mangues.
Neste sentido, é importante a caracterização de cadeias alimentares e de outras relações biológicas, do solo, do relevo, da presença da água, inclusive o regime de chuvas e da posição no continente, ao lado de investigações sobre a ocupação humana e transformações dela decorrentes. É fundamental a coleta, a organização, a interpretação e a divulgação de informações sobre transformações nos ambientes brasileiros provocadas pela ação humana, particularmente na região em que o aluno vive. Um panorama das grandes questões ambientais brasileiras já pode estar presente no repertório de conhecimentos dos alunos, iniciando-se a investigação dos custos ambientais e benefícios sociais em determinados processos. Em conexão com o tema transversal Meio Ambiente, desenvolvem-se estudos sobre medidas de proteção e recuperação do ambiente.
Ao trabalhar com os seres vivos dos diferentes ambientes brasileiros, busca-se identificar quais os introduzidos pelo homem (animais de rebanho, plantas de reflorestamento) e quais são nativos; quais os vegetais, animais carnívoros e quais os herbívoros característicos, relacionando-os em cadeias alimentares; quais os que têm significação econômica e por quê; quais os seres vivos ameaçados de extinção e por quê. As relações entre os seres vivos e outras características do ambiente também são interessantes, estudando-se as adaptações dos seres vivos a hábitos diurnos ou noturnos, à vida terrestre ou aquática, os modos como animais de vida social se organizam etc.
É possível a retomada ou introdução dos estudos sobre solo já apontados para o 2º ciclo, onde se enfoca a possibilidade de os alunos estudarem a composição, as condições de fertilidade e erosão ou preservação de solos de diferentes origens. No 3º ciclo, os estudos das características dos solos estão voltados à compreensão da sua profunda integração com o regime de chuvas, com a  formação do relevo e da vegetação e com as decorrências da ocupação humana nos biomas brasileiros.
O problema da origem da vida e a busca de explicações para a diversidade dos seres vivos podem ser introduzidos no 3º ciclo. Os alunos podem entrar em contato e comparar diferentes explicações para a existência da vida e do homem, de diferentes origens culturais, como as explicações de culturas antigas, as explicações bíblicas e dos índios brasileiros, uma perspectiva que pode ser melhor discutida incorporando-se conhecimentos do tema transversal Pluralidade Cultural. Em C.N., evidentemente, serão destacadas explicações evolucionistas. Os alunos devem considerar a existência dos fósseis, seus processos de formação, as formas de vida extintas e outras muito antigas ainda presentes no planeta. O fato de os fósseis serem evidência da evolução é algo compreensível ao aluno de 3º ciclo, mas elementos das teorias lamarckista e darwinista poderão ser introduzidos apenas no 4º ciclo, quando os alunos terão melhores condições para iniciar este debate.

Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores
 

 

Ser Humano e Saúde

A compreensão do corpo como um todo e da saúde humana, integrados pelas dimensões orgânica, ambiental, afetiva e sociocultural, é importante perspectiva deste eixo temático, desde os ciclos anteriores, e foi abordada no texto introdutório ao eixo, na primeira parte deste documento. A saúde do cidadão, que vive em condições econômicas concretas, depende também da situação política de sua comunidade e da nação. É uma discussão complexa tratada nos PCN sob diferentes enfoques nos documentos de Temas Transversais Saúde, Meio Ambiente e Trabalho e Consumo que ampliam os conteúdos aqui tratados.
Apresentar aos estudantes as características do organismo humano em uma abordagem comparativa aos demais seres vivos traz vantagens a serem consideradas. Cobertas por camadas de socialização, história e cultura, algumas vezes nossas características biológicas tornam-se reconhecíveis só quando as vemos em outros seres vivos. Também por compreendermos cada vez melhor nossa dependência em relação aos outros seres vivos na biosfera, é fundamental que nossa integridade individual seja considerada em sistemas mais amplos, como o ambiente local ou planetário e as sociedades humanas.
Em estudos associados ao eixo temático Vida e Ambiente, os alunos podem investigar o corpo e o comportamento dos seres vivos, compreendendo que diferentes organismos, desde as plantas, os menores invertebrados e outros mais semelhantes ao ser humano, realizam as funções vitais essenciais para a manutenção da vida durante seu ciclo - a obtenção do alimento, o aproveitamento de sua energia, o crescimento (ou reposição de tecidos) e a reprodução.
Ao examinarem diferentes cadeias alimentares que têm ou não a participação humana, os alunos ampliam a compreensão de como as atividades humanas alcançam e ocupam diferentes ambientes. Podem compreender, também, que a obtenção de alimentos depende de processos culturais e do trabalho humano, que está presente em cada alimento que consumimos. São processos  especificamente tratados em conexão com o tema transversal Trabalho e Consumo e o eixo temático Tecnologia e Sociedade, podendo ser trabalhados juntamente com o processo de decomposição, destacado no eixo Vida e Ambiente.
Já no 2º ciclo, o PCN-CN aponta como objetivo a capacidade de o aluno "compreender o alimento como fonte de matéria e energia para o crescimento e manutenção do corpo, e a nutrição como conjunto de transformações sofridas pelos alimentos no corpo humano: a digestão, a absorção e o transporte de substâncias e a eliminação de resíduos". No 3º ciclo este objetivo pode ser ampliado, pois os alunos poderão distinguir diferentes tipos de nutrientes, seus papéis na constituição e saúde do organismo, conforme suas necessidades e reconhecer aspectos socioculturais relativos à alimentação humana como a fome endêmica e doenças resultantes de carência nutricional (protéica, vitamínica e calórica).
Interpretando informações encontradas nos rótulos dos alimentos comercializados e tabelas nutricionais, os alunos podem identificar a oferta de energia e de nutrientes contidos em todos os tipos de alimentos, compará-los em termos das quantidades de energia, relacionadas às composições de lipídios, protídios e glicídios, bem como à presença de vitaminas, água e minerais. Paralelamente, estudam o papel dos diferentes nutrientes no organismo (plásticos, energéticos ou reguladores). Esses estudos devem auxiliar os alunos a se tornarem consumidores mais atentos em relação à composição, à propaganda, às datas de validade, ao estado de conservação e às possibilidades alternativas de consumo de alimentos menos descaracterizados e mais saudáveis. Os direitos do consumidor, conteúdo de Trabalho e Consumo, é um importante foco nesses trabalhos.
Analisando a composição e o equilíbrio de dietas hipotéticas de pessoas com distintas características etárias e socioculturais, ficcionais ou reais, os alunos podem refletir sobre os hábitos e as possibilidades reais de alimentação, em comparação às necessidades para a manutenção da saúde. Podem também comparar, através de tabelas, as necessidades diárias em função da idade, sexo e atividade que uma pessoa realiza.
Nestes estudos, um importante foco está nos hábitos alimentares dos próprios alunos, para que possam identificá-los e avaliá-los. Parece óbvia a recomendação de uma boa alimentação para a saúde, mas, para que tenha real significado e não seja mais uma regra ideal prescrita aos alunos, é necessário que seja vinculada à reflexão sobre as suas condições de vida e as de outras pessoas, bem como sobre o equilíbrio dinâmico dos processos de saúde-doença que todos vivemos. Conforme já se apontou no texto de introdução ao eixo temático e no tema transversal Saúde, o ensino e aprendizagem sobre a máxima utilização dos recursos disponíveis em sua região e a ativa participação na produção e aproveitamento de alimentos deve ser valorizado na escola através de projetos especiais com este objetivo.
A partir de dados estatísticos, é importante refletir sobre o problema muitas vezes apontado como o mais vergonhoso da civilização humana, que é a fome, a falta de acesso aos alimentos por uma grande parte da população brasileira e demais países do Terceiro Mundo ou sua distribuição muito desigual, gerando a fome endêmica, que é a alimentação inferior às necessidades diárias ou a alimentação insuficiente (ou ausência) de determinados nutrientes, originando carência alimentar e estados de degradação humana que daí decorrem.
Destacam-se, também, estudos sobre a produção e oferta de alimento no Brasil e no planeta, sobre a influência das dietas reais para nossa saúde, sobre o valor nutritivo dos alimentos consumidos, sobre a manutenção e transformação das nossas culturas pelos hábitos alimentares, sobre o papel da mídia no incentivo ao consumo de alimentos industrializados e desvinculados das necessidades nutricionais diárias, bem como as conseqüências do uso de agrotóxicos e dos aditivos alimentares para conservação e alteração das características do alimento, conteúdos também abordados em Saúde e Trabalho e Consumo.
A partir das idéias que os alunos têm para compreender a digestão dos alimentos no seu próprio organismo, é necessária a construção de uma representação, inclusive em visão tridimensional, do sistema digestório no corpo humano, seus órgãos e anexos (glândulas salivares, fígado, vesícula biliar, pâncreas), com a ajuda de atlas e modelos anatômicos ou informática. Aqui, a comparação entre vários aparelhos digestórios, com destaque para o das aves e o dos mamíferos ruminantes, com as especificidades nas formas e nas funções, pode facilitar a compreensão do sistema digestivo. Ao se trabalhar os alimentos e os processos mecânicos e químicos da digestão, testes e experimentos são importantes para serem vivenciados e refletidos através de problematizações, por exemplo, sobre a composição dos alimentos, sobre o papel da saliva na digestão, entre outros.
Idéia central a ser trabalhada com os alunos é que os nutrientes são a fonte da energia e das substâncias de construção para todo o corpo associadas à água, sendo absorvidos pelos capilares e chegando às células de todos os tecidos do corpo através da circulação, um padrão comum entre os animais com sistema circulatório. Torna-se muito importante indicar o contato dos capilares sangüíneos com o tubo digestivo e outros tecidos do corpo, seu papel na troca de substâncias entre os tecidos, constituídos por células, e o sistema circulatório, apontando-se, também aqui, os modos como diferentes sistemas se integram no corpo.
Não tem significado para os alunos do 3º ciclo estudar funções e estruturas internas da célula, mas sim seu papel como componente fundamental dos tecidos. A observação direta dos tecidos e órgãos de outros animais poderá ajudar o aluno a imaginar órgãos e sistemas do corpo humano, auxiliados também por outros recursos de observação indireta. Antes que os alunos possam sistematizar e dar significado à relação de inclusão entre sistemas, órgãos, tecidos e células, é necessário, em várias ocasiões, facilitar a comparação entre as dimensões dos sistemas, órgãos e tecidos visíveis a olho nu e as células só visíveis ao microscópio.
A observação direta de órgãos e tecidos dos vertebrados, adquiridos já abatidos no comércio local, permite a visualização direta e o estabelecimento de analogia com as estruturas do corpo humano. A dissecção de um peixe ou de uma galinha oferece a visualização do tubo digestivo, da espinha dorsal, da posição do encéfalo, aspectos que são compartilhados pelos diferentes vertebrados, além de explorações específicas para o conhecimento dos peixes (número e posição das nadadeiras, presença de brânquias, pele recoberta por escamas, quando for o caso) e das aves (presença de penas, moela etc.). Na dissecção de galinha  também pode-se observar os pulmões, que têm semelhanças e diferenças em relação aos humanos. A estrutura esquelética da ave também pode ser examinada e comparada à do ser humano, observando-se músculos e tendões, suas ligações com os ossos, e o fato de todas essas estruturas tornarem possível o movimento.
Os alunos podem ampliar conhecimentos sobre o sistema de sustentação de nosso organismo e de outros animais, através da observação e  exame externo de alguns de seus músculos e ossos em repouso e em movimento; a mesma observação em cachorros, gatos, galinhas. Também apoiados em observações de radiografias, comparadas às figuras de atlas anatômicos, no toque na coluna vertebral de si mesmo, dos colegas e de outros vertebrados, os alunos ampliam sua compreensão em relação ao grupo dos vertebrados em oposição aos invertebrados, com esqueleto externo ou apenas músculos. Também é necessário estabelecer as relações entre os sistemas circulatório, respiratório e locomotor quando se compara o funcionamento de um organismo em repouso e em movimento, para retomar-se a idéia de inter-relação entre sistemas em estudos sobre a locomoção.
A constituição dos biótipos do ser humano, junto com Pluralidade Cultural, e a importância da prática de esportes e desenvolvimento de boa postura, com Educação Física, também são conteúdos de interesse ao se abordar o sistema de sustentação do corpo ou junto dos conhecimentos sobre as características, comportamentos e necessidades das diferentes fases da vida humana, apontados mais ao final deste texto.
Ainda pode-se ampliar muito as visões sobre as várias dimensões do corpo humano. É necessário estabelecer as relações dos vários sistemas entre si e com os processos mentais, as emoções, os pensamentos e as intuições, para que nosso corpo seja compreendido como unidade. Os aspectos emocionais estão geralmente ausentes, como se o corpo e a mente humanos fossem entidades diferentes e estanques. Mesmo em se tratando de alimentação ou de locomoção, o professor pode sublinhar a participação dos processos mentais no seu funcionamento, facilitando o entendimento do corpo como um todo.
É necessário tornar evidente essa dimensão do ser humano nas ações cotidianas dos alunos na escola e na sua relação com o grupo e com os adultos. Discutir em muitas situações que as pessoas sentem e reagem diferentemente, que há caminhos que trazem mais bem-estar e felicidade, que o comportamento das pessoas é influenciado tanto por condições internas (bem-estar físico e mental) como externas (história pessoal, valores). É necessário também refletir sobre as causas que provocam sentimentos muito fortes, sejam agradáveis ou desagradáveis, pois auxilia a tomada de consciência das relações que existem entre emoções fortes e comportamentos de risco, como violência, uso de drogas ou mesmo gravidez indesejada.
Essas questões, relegadas em segundo plano nas ações educativas em geral, se evidenciam com contundência nos conteúdos ligados à reprodução humana. No 3º ciclo, alunas e alunos estão preocupados com as transformações de seu corpo. A tendência real que se verifica em relação à gravidez precoce e à disseminação do vírus da Aids torna absolutamente relevante o tratamento desses tópicos no 3º ciclo, ao contrário do que se avaliou no passado.
Ao trabalhar sobre reprodução e sexualidade, é essencial que o professor reconheça as dúvidas e representações que os alunos já fazem sobre os sistemas reprodutores humanos masculino e feminino e aspectos psicológicos envolvidos através do que falam, escrevem ou desenham. As discussões sobre as emoções envolvidas na sexualidade, como os sentimentos de amor, amizade, confiança, auto-estima são importantes, se não tiverem como objetivo a prescrição de normas de conduta ou a moralização do discurso, mas a circulação de idéias e opiniões, baseada no respeito mútuo. Uma abordagem ampliada sobre relações entre os gêneros e a formação da identidade sexual, entre outros aspectos de interesse, são encontradas em Orientação Sexual.
São importantes os estudos sobre o crescimento e amadurecimento sexual durante a puberdade, o surgimento de características sexuais secundárias, a possibilidade de gravidez decorrente do ato sexual, associada a eventos da ejaculação e do ciclo menstrual, bem como a utilização e funcionamento de preservativos. Pesquisas orientadas em atlas anatômicos, leitura e produção de texto, trabalhos com vídeos e animações em computadores são recursos importantes. As informações devem ser claras e objetivas, combatendo preconceitos que atrapalham o desenvolvimento da sexualidade, na perspectiva de uma convivência solidária, buscando-se tranqüilizar os alunos, trabalhando-se com profundidade compatível às dúvidas dos alunos, mas sem sobrecarregá-los com detalhes anatômicos e fisiológicos. Ao destacar atitudes e valores relativos à sexualidade, é importante que atividades específicas sejam desenvolvidas, como debates, produção de cartazes e textos, dramatização e outras que enfoquem temas dessa natureza, cuidando-se para que sejam bem definidas e compreendidas pelos alunos.
Quanto à Aids e outras DST, a abordagem deve ser inicial e esclarecedora, trabalhando-se os preservativos como método prático de contracepção e o único método que pode ser associado à prevenção de doenças. Quanto ao estudo da Aids, neste ciclo, pode-se abordar as formas de contágio, a associação da síndrome com múltiplos sintomas e manifestações decorrentes de infecções oportunistas e as formas de tratamento dos doentes, para manter sua dignidade como ser humano, deixando-se estudos mais aprofundados para o ciclo seguinte.
Ao enfocar o desenvolvimento característico da puberdade é o momento de retomar ou introduzir estudo sobre o ciclo vital humano, buscando-se caracterizar a puberdade como uma das etapas da vida do ser humano. Recém-nascido, bebê, criança, adolescente, adulto e idoso têm características do corpo e de comportamento, papéis sociais, responsabilidades, expectativas, desafios e talentos individuais a vivenciar e superar, que podem ser investigadas pelos alunos através de recursos como as entrevistas e outras formas de busca de informações. É interessante situar a puberdade dentro de um período maior de vida, enfatizando-se o sentido de futuro e de passado que cada uma dessas etapas comporta.
Este é um momento específico de abordar o papel da cooperação entre membros da família e outros grupos, enfatizando-se que nosso desenvolvimento também depende das relações que temos com os outros, pois não se entende o ser humano sem sociedade e sem cultura. Nos organizamos em vários grupos sociais (família, amigos, escola, cidade, país) com os quais interagimos de várias formas. Diferentemente de outros seres vivos, podemos deliberar sobre mudanças e comportamentos sociais, havendo vários padrões de sociedade que diferem de um lugar para outro, através dos tempos e das culturas, o que torna nosso mundo social um ambiente bastante complexo e dinâmico. Pode-se, então, aprender que toda essa diversidade torna nossa experiência humana mais rica, quanto menos presos estivermos a estereótipos de comportamento e quanto mais tolerantes formos com pessoas e grupos diferentes de nós mesmos.

Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores

a Distinção de alimentos que são fontes ricas de nutrientes plásticos, energéticos e reguladores, caracterizando o papel de cada grupo no organismo humano, avaliando sua própria dieta, reconhecendo as conseqüências de carências nutricionais e valorizando os direitos do consumidor.

a Compreensão dos processos envolvidos na nutrição do organismo estabelecendo relações entre os fenômenos da digestão dos alimentos, a absorção de nutrientes e sua distribuição pela circulação sangüínea para todos os tecidos do organismo.

a Caracterização do ciclo menstrual e da ejaculação, associando-os à gravidez, estabelecendo relações entre o uso de preservativos, a contracepção e a prevenção das doenças sexualmente transmissíveis, valorizando o sexo seguro.
 

Tecnologia e Sociedade
Ao longo do 3º ciclo podem ser aprendidos os princípios operativos dos equipamentos, aparelhos, sistemas e processos de natureza tecnológica, especialmente aqueles presentes na vida doméstica e social dos alunos e alunas, de maneira mais ampla e mais elaborada do que se poderia fazer nos dois primeiros ciclos. Mediante de diversas investigações e enfoques, os alunos poderão identificar que diferentes tecnologias, recentes ou antigas, permitem as transformações de materiais e de energia necessárias a atividades humanas essenciais, como a obtenção de alimentos, a manufatura (cerâmica, vestuário, construção etc.) , o transporte, a comunicação e a saúde.
Assim, ao selecionar estudos deste eixo, como a história de determinadas invenções e o funcionamento de certos aparelhos e sistemas, é interessante estabelecer conexão com os estudos da transformação do ambiente e de seus componentes pelo ser humano, ao conhecimento da vida social, da saúde humana e do Universo, apontados nos demais eixos dos PCN-CN e em temas transversais. Os conceitos centrais a se trabalhar e sistematizar são conservação e transformação da energia e da matéria: os constituintes fundamentais da matéria se mantêm ao se combinarem ou ser fracionarem os materiais; a energia não se perde ou se cria, mas suas manifestações transformam-se.
Os alunos podem reconhecer as tecnologias que existiam antes do advento da eletricidade e que ainda estão presentes no cotidiano, como os equipamentos que utilizam os princípios das máquinas simples, os equipamentos de caça e pesca (redes, lanças), os equipamentos culinários (panelas, fogões) e aqueles que usam energia do movimento do ar, da água e dos animais (moinho, monjolo, arado e barco a vela), entre outros. Além de investigarem sua utilidade e princípios de funcionamento, os alunos poderão comparar estes equipamentos a outros atuais, mais sofisticados e de mesma finalidade, quanto à qualidade das soluções obtidas e outras vantagens ou problemas ligados ao custo econômico, ao ambiente e à saúde do ser humano. Igualmente, são importantes estudos comparativos dos materiais ancestrais utilizados ainda hoje, como a cerâmica, as fibras naturais e as madeiras, com materiais desenvolvidos recentemente, como os plásticos, os polímeros, as fibras sintéticas e os acrílicos.
É interessante o reconhecimento de que diferentes tecnologias, ainda hoje utilizadas, tiveram seus princípios inventados há muito tempo e que seu advento modificou a vida das comunidades humanas, interferiu no ambiente, no desenvolvimento social e, até mesmo, na compreensão do mundo. Sob estes enfoques podem ser investigadas tecnologias que marcaram época, como, por exemplo, o domínio do fogo e a utilização de instrumentos, como a roda e o arado, na revolução do neolítico, da bússola nas grandes navegações, da luneta na observação do céu na Renascença. Também técnicas artesanais ou domésticas, ligadas ao preparo de alimento e outros bens de consumo, com impacto social menos visível, bem como algumas tecnologias importantes no cotidiano oferecem exemplos a serem investigados. Assim, é possível uma primeira abordagem da idéia de tecnologia como componente essencial das culturas dos povos tradicionais e de seu próprio cotidiano, uma perspectiva que dá espaço para a transversalidade de Pluralidade Cultural.
Durante as investigações, é possível a vivência e a aprendizagem de diferentes procedimentos. São interessantes a observação direta de uma máquina funcionando, seu desmonte para observação e descrição de componentes e a busca de informações através de entrevistas com técnicos ou pessoas da comunidade que se disponham a prestar esclarecimentos. Os testes de reconhecimento de substâncias e de suas propriedades, de caracterização e separação de misturas serão úteis no estudos sobre materiais, ao lado de outras fontes de informação. Por exemplo, pode-se preparar e reciclar papel fazendo uso de diversas matérias-primas e comparar as propriedades do papel produzido (mais ou menos permeável, resistente, flexível), levantando e testando hipóteses sobre as propriedades da matéria- prima (mais ou menos goma, água e celulose), ao lado da leitura sobre reciclagem.
Deve ser preservado, ainda, o caráter lúdico do aprendizado, que nos ciclos anteriores caracterizava, por exemplo, as atividades de coleção e de classificação de aparelhos segundo critérios espontâneos dos alunos. Tais atividades podem ser retomadas e ampliadas, dando-se oportunidade à crescente curiosidade e capacidade de percepção e abstração do aluno, bem como na investigação dos conceitos envolvidos no funcionamento de vários aparelhos de uso diário e produção dos materiais e substâncias de uso diário.
O próprio sentido das coleções e classificações pode ir se tornando mais abstrato. Ao compreender o sentido da ampliação de forças por uma alavanca, por exemplo, a classe pode ser desafiada a encontrar e colecionar exemplos de alavancas, implicitamente presentes em equipamentos  e ferramentas, tais como maçanetas, chaves e alicates. Assim, além os critérios espontâneos de classificação dos equipamentos, o professor também apresenta e discute critérios variados para a coleção e classificação, a fim de evidenciar e sistematizar conhecimentos. Entre os critérios de identificação e classificação de equipamentos, destacam-se: as forma de energia que utilizam como fonte, as energias que resultam de seu funcionamento, e a atividade humana a que se prestam.
Para os materiais, serão interessantes as identificações e classificações segundo a origem das matérias-primas que entram em sua composição, elementos do processo produtivo, usos e outras características. Por exemplo, um conjunto de peças de vestuário, inclusive de diferentes culturas e épocas, pode ser classificado segundo a origem do material empregado, se animal, vegetal ou sintético, o que também dá margem à discussão do que é natural ou é sintético, isto é, foi obtido através do conhecimento químico.
Um conjunto muito variado de equipamentos motorizados pode ser examinado e classificado utilizando-se diferentes critérios em função do motor que utilizam, elétrico ou a combustão, ou em função de seu uso final, como veículos de transporte, como máquinas industriais ou agrícolas. Elevadores e trens seriam dois exemplos de veículos usualmente impulsionados por motores elétricos, enquanto motores a gasolina poderiam ser encontrados em moto-serras ou em motocicletas. Os alunos identificam as transformação de energia elétrica em mecânica em alguns motores e, em outros, a conversão de energia química em elétrica (pilha) e térmica, e desta em energia mecânica. Também são discutidas a conveniência econômica e os custos ambientais de diferentes fontes de energia, apontando-se aquelas que levam a dilapidação de recursos naturais,  tema de interesse transversal com Trabalho e Consumo e Meio Ambiente, que também é apontado em Ambiente e Vida no levantamento de dados sobre a participação humana nos ambientes brasileiros.
A tecnologia da água, recurso que até algum tempo pensou-se inesgotável, também pode ser abordada ciclo. Aspectos de interesse tecnológico relativos à obtenção de água limpa e eliminação de águas servidas podem compor projetos em vários temas de Convívio Social e Ética e os eixos de CN. A hidráulica da casa, da água limpa, com suas caixas, canos, medidores, válvulas e torneiras, ou sistemas mais simples, com os poços ou cacimbas, roldanas e baldes de puxar água,  podem ser investigada juntamente com a das águas servidas, com suas pias, ralos e manilhas. Com apoio de um técnico ou prático, são interessantes a observação direta de torneiras e de como consertá-las, sua presença em uso doméstico, na escola e industrial (com base em ilustrações) seguida de registro em desenho com legenda. A presença de equipamentos hidráulicos simples, como sifões, em todos os ralos e pias de uma casa, pode apoiar uma discussão de sua necessidade, da higiene e do conforto que promovem com a retenção de gases malcheirosos, assim como seu princípio de operação. O princípio dos vasos comunicantes e fenômenos relativos à pressão da água podem ser estudados junto à análise de sistemas de distribuição de água em uma casa, um edifício com vários andares, no bairro ou na cidade, com suas caixas d’água e sistemas de canos e manilhas. E a elaboração de maquetes ou esquemas acompanhadas de legendas, inclusive com uso de informática,  mostrando diferentes componentes e o fluxo de água nos sistemas hidráulicos são formas de fechamento de estudos , não apenas para descrever o que se investigou, mas também para encontrar e solucionar novos problemas.
A rede elétrica doméstica pode ser investigada em sua linha de continuidade. Com sua caixa de entrada geral, comercial ou residencial, na rua, e a caixa de fusível ou de disjuntores os comutadores ou interruptores e tomadas, internamente. Na rede  há duas fases vivas e uma neutra, que podem ser verificadas através de voltímetro. Os riscos de choque elétrico e os perigos de sobrecarga e de curto-circuito são analisados. Os aparelhos acoplados a esta rede podem ser reconhecidos por seus distintos objetivos, como aquecimento, iluminação, refrigeração, comunicação e reprodução de imagem e som, discutindo-se, com a simplicidade compatível, seus princípios operativos e as transformações de energia que promovem. A montagem de pequenos circuitos elétricos para acionar campainha ou lâmpada também permite estas vivências em que se aborda a eletricidade e ajuda a compreensão de sistemas mais complexos. De modo comparável ao estudo da água e da hidráulica, os mesmos procedimentos de observação, registro, entrevista a técnico ou prático, montagem e produção de esquemas são parte dos conteúdos a trabalhar com os alunos.
A leitura de rótulos de produtos industrializados pode dar margem a uma série muito significativa de investigações e sistematizações. Aparelhos elétricos, por exemplo, trazem plaquetas especificando a tensão elétrica de uso e sua potências, ou seja, de quanta energia consomem por tempo de utilização, e poderá ser surpreendente verificar quanto o uso de um chuveiro é  mais dispendioso do que  de um rádio. Igualmente podem ser discutidas as potências de veículos de porte e natureza diferentes, associando-se essas potências a consumo de combustível e desempenho, entendendo a designação "2.0" para pequeno veículo de carga em comparação à designação "1.0" ou 1000 cilindradas para pequeno veículo de passageiros. Buscar e comparar dados quantitativos sobre veículos encontrados em tabelas dos suplementos de jornais e revistas especializadas são atividades pertinentes.
Será interessante também perceber como a água sanitária de diferentes marcas  é feita da mesma substância química, constante de sua etiqueta de composição. E, ainda que seja muito difícil discutir a composição de produtos químicos industrializados, os alunos poderão testar experimentalmente e discutir a eficiência de diferentes produtos de higiene conforme a especificação do fabricante, comparar custos e benefícios de um rol de produtos com a mesma finalidade (sabonetes, pastas de dente, sabão em pedra, sabão em pó, água sanitária etc.) e discutir as normas de segurança para seu uso, abordando também objetivos de Consumo e Trabalho, como o conhecimento dos direitos do consumidor e o desenvolvimento de uma atitude crítica e analítica em relação ao consumismo, às mensagens da publicidade  as estratégias de marketing.
A manutenção da higiene pessoal e dos espaços de vida privada e pública podem ser abordados, juntamente a investigações sobre as propriedades das substâncias que servem para estes fins. É possível discutir e comparar a atuação dos sabões e de outros produtos, como o álcool, para a remoção de gordura ou graxa e outras sujeiras de diferentes superfícies e materiais, realizando-se experimentos que os próprios alunos podem planejar sob orientação do professor, como a produção artesanal de sabão e outros. Também poderão proceder à produção artesanal , por exemplo, de sabão seguindo receitas próprias e investigar as relações de diferentes produtos de limpeza comuns com o solo, a água e os seres vivos, discutindo o conceito de biodegradação, em conexão com os estudos sobre os decompositores, apontados no eixo Vida e Ambiente.
A preservação ou a degradação de alimentos, submetidos a distintas condições de higiene e temperatura, pode ser também planejada na aula e realizada por grupos de estudantes. Em conexão com o eixo Vida e Ambiente, onde se estudam os decompositores das cadeias alimentares, podem ser abordados os diferentes processos para bloquear a decomposição e preservar os alimentos: eliminação do ar ou da umidade, refrigeração ou a alteração na composição dos alimentos, os quais estão tratados em Ser Humano e Saúde.

Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores

a Investigação de tecnologias usuais e tradicionais de mesma finalidade, comparando-as quanto à qualidade das soluções obtidas e outras vantagens ou problemas ligados ao ambiente e ao conforto.

a Comparar e classificar diferentes equipamentos de uso cotidiano segundo sua finalidade, energias envolvidas e princípios de funcionamento, estabelecendo a seqüência de transformações de energia.

a Comparar e classificar diferentes materiais segundo sua finalidade, a origem de sua matéria-prima e os processos de produção, investigando a seqüência de separação e preparação de misturas ou síntese de substâncias, na indústria ou artesanato de um bem de consumo.

a Investigação dos modos de conservação de alimentos - cozimento, adição de substâncias, refrigeração e desidratação - quanto ao modo de atuação específico, à importância social histórica e local, descrevendo processos industriais e artesanais para este fim.

Critérios de avaliação
Os critérios de avaliação estão referenciados nos objetivos mas, como se pode notar, não coincidem integralmente com eles. Os objetivos são metas, balizam e orientam o ensino, indicam expectativas quanto ao desenvolvimento de capacidades pelos alunos ao longo de cada ciclo. Sabe-se, no entanto, que o desenvolvimento de todas as capacidades não se completa dentro da duração de um ciclo. Assim, é necessário o estabelecimento de critérios de avaliação que indiquem as aprendizagens imprescindíveis, básicas para cada ciclo, dentro do conjunto de metas que os norteia.

A partir de informações sobre determinado ambiente, descrever cadeia alimentar do mesmo ambiente, identificando os seres vivos que são produtores, consumidores e decompositores e avaliar como se dá a intervenção do ser humano no  mesmo ambiente, reconhecendo ou supondo as necessidades humanas que mobilizam as transformações e prevendo possíveis alterações.
Informações sobre ambientes podem estar em textos didáticos ou jornalísticos, fotos, filmes e outras formas de registro, como relatos de viagem. Após a realização de diferentes estudos, os alunos deverão ser capazes de reconhecer cadeias alimentares em ambientes, considerando alguns seres vivos que podem identificar na fonte de informações e outros seres vivos (mais raramente mencionados e dificilmente visíveis, como os fungos) que agregam à cadeia por terem conhecimento. A transformação do ambiente também deve ser do conhecimento dos alunos, que podem identificar, supor ou propor questões sobre as tecnologias e interesses que motivaram a transformação do ambiente.

Mediante expressão oral, produção de texto ou desenhos com legenda, descrever os movimentos do Sol, da Lua e das estrelas em relação ao horizonte, localizando os pontos cardeais durante o dia e à noite.
Após a realização de diferentes atividades para a compreensão dos movimentos dos corpos celestes, o aluno deverá ser capaz de descrevê-los utilizando referenciais universais, os pontos cardeais e a linha do horizonte.
 
Caracterizar ecossistema relevante na região onde vive, descrevendo o clima, o solo, a disponibilidade de água e suas  relações com os seres vivos, identificados em diferentes hábitats e em diferentes níveis na cadeia alimentar.
Tendo realizado estudos sistemáticos acerca de um ecossistema relevante, o aluno deverá ser capaz de reconhecer características básicas relativas aos componentes vivos e não-vivos.

Reconhecer diferentes fontes de energia utilizadas em máquinas e em outros equipamentos e as seqüências das transformações que tais aparelhos realizam, discutindo sua importância social e histórica
Com este critério, pretende-se avaliar se o aluno é capaz de nomear as formas de energia utilizadas em máquinas e em equipamentos, descrevendo suas finalidades e as transformações que realizam. Avalia-se, também, as relações que o aluno estabelece entre o uso de máquinas e as necessidades humanas, hoje ou no passado.

Reconhecer transformações de matéria em processos de produção de alimentos artesanais ou industriais, ou outro processo que tenha investigado, identificando a preparação ou separação de misturas, descrevendo as atividades humanas envolvidas e avaliando vantagens ou problemas ligados ao ambiente e ao conforto.
Tendo realizado investigação sobre processo de produção de bens de consumo, por meio de visita ou experimentação, o aluno poderá descrevê-lo quanto às matérias-primas empregadas, a preparação ou separação de misturas.
 
Em situações coletivas, participar de debates para a solução de problemas, colocando suas idéias e reconsiderando sua opinião em face de evidências obtidas por diversas fontes de informação.
Em diferentes momentos do ensino e aprendizagem, os alunos deverão trabalhar a discussão de problemas. Com este critério, pretende-se avaliar se os alunos, individualmente ou em grupo, são capazes de reconsiderar sua opinião inicial, avançando os conhecimentos sobre um tema em estudo.

Elaborar dieta balanceada para seu próprio consumo, descrevendo o aspecto cultural presente em sua alimentação, explicando a digestão dos alimentos e a nutrição do corpo.
Após ter estudado a alimentação e a digestão, o aluno deverá ser capaz de  avaliar e propor cardápios, especialmente para si próprio e explicar o processo de digestão dos alimentos, considerando a absorção dos nutrientes e sua distribuição para todos os tecidos.
 
Descrever as etapas do ciclo menstrual e o caminho dos espermatozóides na ejaculação para explicar a possibilidade de gravidez e a disseminação de Aids na ausência de preservativos.
O reconhecimento de etapas durante o ciclo menstrual deve ser realizado pelo aluno para compreender a possibilidade de gravidez durante o período fértil.

Quarto ciclo

Ciências Naturais no quarto ciclo

No último ciclo da Escola Fundamental, é importante que o professor pense sobre quais objetivos e conteúdos escolher para dar fechamento a estudos mais amplos e difíceis que do ciclo anterior, orientando a classe para a aquisição de capacidades expressas nos Objetivos Gerais de Ciências Naturais.
Dependendo da escolaridade anterior e da oportunidade de vivência que os alunos deste ciclo tiveram, o professor pode contar com maior maturidade intelectual dos alunos, que já estabelecem relações mais complexas e detalhadas entre diferentes elementos em estudo, ampliando também as práticas de análise.
Os alunos mostram-se mais independentes diante dos procedimentos, das formas de trabalho e das ações que aprenderam no ciclo anterior. São também capazes de maior formalidade no pensamento e na linguagem. Isto aumenta a possibilidade de compreensão autônoma das definições científicas presentes nos livros didáticos e a própria escrita de definições, o que antes representava maior desafio. São capacidades que lhes possibilita obter informações, organizar dados e construir hipóteses com desenvoltura e colaboram para a realização de investigações mais longas e detalhadas, um desafio para o quarto ciclo.
É mais freqüente, por parte do aluno, o interesse em compreender o alcance social e histórico das diferentes atividades humanas, entre elas a Ciência e a Tecnologia.
Estas características, e o conhecimento já adquirido pelos alunos, permitem que o professor proponha os novos conteúdos com diferentes enfoques. A aprendizagem dos conteúdos pode ser bastante ampliada, levando-se em conta também que o aluno expressa raciocínio sobre escalas maiores de tempo e espaço, percorrendo mentalmente distâncias temporais que abarcam séculos e milênios e visualizando o planeta como um todo, ou mesmo a Terra no Sistema Solar. São pensamentos abstratos que anunciam um modo de pensar mais adulto do aluno no último ciclo. Trata-se de um modo de pensar essencial ao raciocínio científico, que torna o aluno mais ágil na compreensão das explicações científicas, oferecidas pelo professor e encontradas em diferentes fontes, como as enciclopédias e livros de Ciências.
Comparando-se aos ciclos anteriores, o professor poderá propor e conduzir a sistematização de conhecimentos mais complexos e com maior nível de generalidade, associados aos conceitos de matéria, vida, energia, tempo e espaço. O professor também pode contar com o avanço na discussão dos valores humanos, na apropriação de  procedimentos e, também, na organização de estudos sobre a natureza do conhecimento científico, suas relações com a sociedade e com a tecnologia.
Mesmo assim, não se pode perder de vista que a aprendizagem científica, no ensino fundamental, é principalmente  o reconhecimento do mundo e uma primeira construção de explicações. Pautada nas explicações científicas, a aprendizagem avança, passando a constituir novas formas de pensamento do aluno. Além disso, desenvolve-se a aquisição de modos de se obter conhecimento, identificados neste PCN como a aprendizagem dos procedimentos. Pois o aluno também aprende, e o professor ensina a observar, a medir, a comparar dados e tantos outros métodos específicos que são trabalhados artesanalmente em sala de aula, pois a cada tema em estudo surgem novas necessidades para o ensino e aprendizagem dessa dimensão da área.
A aprendizagem dos procedimentos continua tendo relevância neste ciclo. Os alunos ainda necessitam de assistência do professor para a leitura e produção de texto, para a observação, a experimentação e produção de esquemas, entre outros procedimentos, que neste ciclo podem ser mais sofisticados do que no anterior, principalmente se essas práticas já foram vivenciadas e aprendidas. São exemplos de procedimentos mais difíceis que podem ser tratados: a construção e interpretação de gráficos, de tabelas de dupla entrada, de esquemas sobre sistemas complexos, de textos informativos e dissertativos longos, de estudos de meio com diversos objetivos paralelos. É importante não se perder de vista que cada procedimento específico novo para o aluno é realmente um desafio a ser superado e deve ser alvo de orientação específica pelo professor. Um exemplo  é a manipulação de instrumento desconhecido pelo aluno (como termômetro ou microscópio) que nunca é fácil numa primeira vez.
Na reflexão e desenvolvimento de valores humanos e das atitudes da cidadania, já se pode contar com a possibilidade de discutir especificamente o direito e a solidariedade, tanto nas relações interpessoais como na postura social mais ampla, diante do ambiente natural e humano com que o aluno interage. Em acréscimo, o reconhecimento da Ciência e da Tecnologia como fazeres humanos, legitimados e realizados dentro de contextos sociais e culturais específicos possibilita abrir, durante a aula de Ciências Naturais, o exercício da cidadania crítica que valoriza o conhecimento acumulado pela humanidade, considerando seus limites e dificuldades.
Além disso é importante que, durante a escolaridade fundamental, o aluno possa refletir sobre a natureza do conhecimento e do fazer científico e tecnológico, estudos que por sua complexidade podem ter mais espaço no 4º ciclo, sob orientação do professor e apoiados em exemplos concretos. No entanto, esta é uma aprendizagem que apenas se inicia na Escola Fundamental e poderá se completar na fase adulta.
Neste sentido, é interessante a introdução mais freqüente de tópicos de História da Ciência como parte de estudos da área, como, por exemplo, as explicações de Descartes e Harvey a respeito da circulação sangüínea dentro de estudos sobre o organismo humano. . Em outro exemplo de interesse para os eixos Terra e Universo e Tecnologia e Sociedade , estão as idéias de Galileu sobre o Sistema Solar que foram reforçadas por observações com o uso da luneta.
A investigação sobre o conhecimento científico na mídia e do papel que este conhecimento cumpre junto ao público em geral também são importantes. Debates sobre artigos de jornal que divulgam descobertas científicas e tecnológicas não apenas atualizam os alunos mas também permitem ao professor enfatizar o caráter dinâmico do conhecimento e o fato de a Ciência não ser verdade absoluta. Também é possível aos alunos compreenderem, sob orientação do professor, a utilização do conhecimento científico como fundamento para críticas nos casos de problemas ambientais ou de saúde pública que surgem, permitindo, às vezes, a discussão de possibilidades técnicas de superação desses problemas.
Estudos na História e Filosofia das Ciências são um desafio para o professor, uma vez que raramente sua formação inicial contemplou estes campos de conhecimentos dedicados à natureza da Ciência. São estudos que proporcionam consistência à visão de Ciência do professor e uma distinção mais clara entre Ciência e Natureza. Informam que um mesmo fenômeno foi explicado de formas diversas em épocas diferentes e que muitos fenômenos naturais foram descobertos ou evidenciados por efeito da investigação científica, não sendo possível sua verificação ou compreensão por simples observação direta. São estudos que permitem  melhor compreensão da natureza teórica e abstrata das Ciências Naturais, de seu caráter dinâmico. Ao mesmo tempo, o professor adquire subsídios para entender e dar exemplos da mútua dependência entre o desenvolvimento científico e tecnológico e da grande influência do conhecimento científico na modelagem das visões de mundo.

Objetivos 4

Os objetivos para o 4º ciclo foram elaborados levando-se em conta o conjunto das considerações expostas no texto de introdução ao ciclo. As atividades e os temas de estudo de Ciências Naturais devem ser organizados para que os alunos ganhem progressivamente as seguintes capacidades:

· Compreender e exemplificar como as necessidades humanas, de caráter social, prático ou cultural, contribuem para o desenvolvimento do conhecimento científico ou, no sentido inverso,  beneficiam-se desse conhecimento.

· Compreender as relações de dupla mão entre o processo social e a evolução das tecnologias, associadas à compreensão dos processos de transformação de energia, matéria e vida.

· Valorizar a disseminação de informações socialmente relevantes aos membros da sua comunidade.

· Confrontar as diferentes explicações individuais e coletivas, reconhecendo a existência de diferentes modelos explicativos na Ciência, inclusive de caráter histórico, respeitando as opiniões, para reelaborar suas idéias e interpretações.

· Elaborar individualmente e em grupo relatos orais, escritos, perguntas e suposições acerca do tema em estudo, estabelecendo relações entre as informações obtidas através de trabalhos práticos e de textos, registrando suas próprias sínteses mediante tabelas, gráficos, esquemas, textos ou maquetes.

· Compreender como as teorias geocêntrica e heliocêntrica explicam os movimentos dos corpos celestes, relacionando esses movimentos a dados de observação e à importância histórica dessas diferentes visões.

· Compreender a história evolutiva dos seres vivos relacionando-a aos processos de formação do planeta.

· Caracterizar as transformações tanto naturais como induzidas pelas atividades humanas, na atmosfera, na litosfera, na hidrosfera e na biosfera, associadas aos ciclos dos materiais e ao fluxo de energia na Terra, reconhecendo a necessidade de investimento para preservar o ambiente em geral e, particularmente, em sua região.

· Compreender o corpo humano e sua saúde como um todo integrado por dimensões biológicas, afetivas e sociais, relacionando a prevenção de doenças e promoção de saúde das comunidades a políticas públicas adequadas.

· Compreender as diferentes dimensões da reprodução humana e os principais métodos anticoncepcionais, valorizando o sexo seguro e a gravidez planejada.

Conteúdos
Os textos seguintes buscam explicitar os alcances dos conteúdos em cada eixo temático, apontando-se possíveis conexões entre eixos e com os temas transversais, tendo-se também o tratamento didático da temática em perspectiva.
Considerando os conteúdos propostos, diferentes temas e problemas poderão ser escolhidos para a composição de currículos específicos de modo a proporcionar a aquisição das capacidades expressas nos objetivos de ciclo. A aprendizagem dessas capacidades não significa o aprofundamento em todos os temas de estudo mencionados nos textos abaixo, uma vez que o estudo detido de alguns temas oferece esta oportunidade. O professor julgará a pertinência de aprofundamento de estudo em alguns temas e a exploração mais ampla de outros, tomando como referência os critérios de seleção de conteúdos aplicados à sua realidade.

Terra e Universo
Para alunos do 4º ciclo, o sistema Terra-Sol-Lua, bem como o planeta Terra no Sistema Solar em um espaço sem fronteiras são concepções esperadas em alunos que trabalham as abordagens propostas durante o 3º ciclo.
A compreensão de fenômenos mais distantes no tempo e no espaço começa a ser possível neste eixo temático, conforme o proposto na 1ª parte deste documento. Por exemplo, as referências de distância entre os corpos celestes conhecidos, bem como os conceitos de força e gravidade, de forma qualitativa, envolvidos nos movimentos da Terra e dos outros corpos celestes podem ser discutidos. Entender a estrutura de nossa galáxia e do Universo e os modelos que as explicam é algo que depende de uma gradativa formação de visão de mundo, mais do que de um conjunto de observações sistemáticas pelos alunos.
A observação direta, contudo, deve continuar balizando os temas em estudo, sendo desejável que, além da orientação espacial e temporal pelos corpos celestes durante o dia e à noite, os alunos localizem diferentes constelações ao longo do ano, bem como planetas visíveis a olho nu. Saber apenas os nomes das constelações não é importante, mas é muito interessante observar algumas delas a cada hora, por três ou quatro horas durante a noite, e verificar que o movimento das estrelas em relação ao horizonte ocorre em um padrão fixo, isto é, todas permanecem nas mesmas posições, enquanto o conjunto cruza o céu. Para essas observações, a referência principal continua sendo o Cruzeiro do Sul, visível durante todo o ano em nosso hemisfério.
Diferentemente de um fundo fixo de estrelas que surge diariamente no céu e onde não há movimento de umas em relação às outras, os planetas aparecem apenas ocasionalmente, em posições variadas em relação às constelações. Daí o nome planeta, que significa "estrela errante". Com a ajuda de mapas mensais do céu, encontrados em revistas de circulação nacional, são facilmente visíveis, em épocas diferentes, os planetas Vênus (Estrela-d’Alva) e Marte e ainda a olho nu, Mercúrio, Júpiter e Saturno.
As observações podem acompanhar as estações do ano, através da sucessão de algumas constelações. Pois encontramos no céu, durante boa parte do ano e com facilidade, o conjunto das Três Marias, que pertence à constelação de Órion e que só não é visível no início das noites entre os meses de maio a setembro. Este é o período em que, neste horário, se pode ver a constelação de Escorpião, que lembra um grande ponto de interrogação ou um anzol no céu.
A partir do 4º ciclo, é possível e desejável que se trabalhe com os alunos o significado que teve a ruptura entre o modelo geocêntrico de Universo e o modelo heliocêntrico do Sistema Solar, para o pensamento ocidental. As observações que os alunos fazem do céu ficam mais significativas quando são relacionadas à importância histórica que diferentes visões tiveram ao observar o mesmo céu.
Alguns povos antepassados marcavam o início de cada estação do ano com admirável precisão. As mudanças de temperatura, a época das chuvas e a variação no desenvolvimento de plantas e nos hábitos dos animais eram relacionadas ao fato cíclico de algumas estrelas "sumirem" em algumas épocas do ano enquanto outras "surgiam". Esses conhecimentos foram muito importantes para os primeiros povos agrícolas, pois sinalizando a chegada das estações, as colheitas podiam ser melhor planejadas e mais eficientes. Ainda hoje, alguns povos, como é o caso de alguns índios brasileiros,  se utilizam dessas observações, obviamente nomeando estrelas e seus conjuntos de acordo com suas convenções. Investigações sobre os hábitos de animais e plantas característicos das estações, bem como a utilização desse conhecimento no trabalho agrícola e zootécnico são ilustrativos das conexões entre o eixo temático Terra e Universo e o mundo vivo terrestre, tratado no eixo temático Vida e Ambiente.
Mudanças na trajetória do Sol em relação ao horizonte durante o ano também sinalizam as estações, invertendo-se os referenciais no hemisfério Sul e no hemisfério Norte. Os pontos de nascente e poente variam durante o ano, à medida que o arco descrito pelo Sol no céu vai ficando menor e o dia mais curto.
Apesar de a direção Leste-Oeste se manter, os pontos de nascente e poente variam um pouco. No nosso hemisfério, o arco do Sol vai diminuindo e ficando mais próximo do ponto cardeal Norte, até chegar a um arco mínimo, a partir do qual caminha progressivamente para o Sul, aumentando seu trajeto e conseqüentemente tornando o dia mais comprido. A partir de um arco máximo, o Sol novamente começa a desenhar arcos diários que diminuem enquanto rumam novamente para o Norte. O ponto máximo ao Norte marca o início do inverno no hemisfério Sul, enquanto o ponto máximo ao Sul marca o início do nosso verão: são os solstícios. A situação intermediária entre esses marca o início da primavera e do outono: são os equinócios, dois dias do ano em que a duração do dia e da noite são iguais. Nesses dias os pontos de nascimento e de ocaso do Sol indicam os pontos cardeais Leste e Oeste. Os pontos Norte e Sul são sempre marcados pela direção da menor sombra projetada ao meio-dia.
Registrar a observação do céu é algo muito antigo. O monumento de Stonehenge, situado na Inglaterra e construído há cerca de 2.500 anos a.C., revela um método sofisticado de calcular o calendário, assinalando solstícios e equinócios com precisão.
O modelo heliocêntrico, com o Sol ao centro do movimento dos planetas, apesar de muito difundido, é difícil de ser compreendido. Cada pessoa precisa se localizar no globo e imaginar a Terra esférica, girando em torno do Sol, de forma inclinada em relação ao plano de translação, em trajetória praticamente circular e, portanto, mantendo praticamente a mesma distância do Sol. Desta forma percorre o espaço, mudando sua posição em relação ao Sol e às estrelas à sua volta, modificando assim, para os observadores da Terra, a visão do céu noturno: são as constelações características de cada estação. Outras constelações, estrelas e galáxias são observadas o ano inteiro ou nunca, dependendo da posição em que os observadores se encontram na Terra.
Muita confusão tem sido feita atribuindo-se a existência das diferentes estações do ano à variação das distâncias entre a Terra e o Sol. Essa variação das distâncias é pouco significativa, o que invalida essa explicação. O que explica as estações do ano alternadas nos dois hemisférios é o fato de a Terra ter seu eixo inclinado em relação à sua trajetória em torno do Sol. Assim, quando o Trópico de Câncer recebe os raios de Sol mais perpendicularmente e o Trópico de Capricórnio mais inclinadamente, é verão no hemisfério Norte e inverno no hemisfério Sul. Após seis meses, a situação se inverte, e as estações também. Nas situações intermediárias, o Equador recebe a luz do Sol perpendicularmente e os dois trópicos, mais inclinadamente. São as estações de primavera e outono,  também  invertidas nos dois hemisférios pelo esquentamento e resfriamento da atmosfera em relação ao inverno e verão respectivos.
As características locais das estações do ano são definidas também pelos padrões de vento, pelas correntes marítimas, pelo tamanho da superfície dos continentes ou dos mares e por transformações naturais inesperadas ou provocadas pela ação humana. Portanto, é necessário investigar as manifestações locais das estações do ano. As imagens do hemisfério Norte veiculadas pela TV e pelo cinema e que se imprimem passivamente no repertório visual dos alunos, podem fomentar as discussões, expondo as contradições entre o que é visto e o que é vivido.
As explicações do movimento de rotação da Terra em torno de um eixo imaginário que liga o Pólo Norte ao Pólo Sul tomam significado quando relacionados às observações do aparente movimento diário do céu diurno e noturno, incluindo-se aqui os diferentes "arcos" das estrelas que se encontram em diferentes distâncias do horizonte.
Para que se possa compreender a dinâmica do Sistema Solar, o fenômeno da gravidade deve permear as investigações sobre os movimentos da Terra, da Lua e demais corpos celestes. A atração gravitacional entre Sol-Terra-Lua pode dar nova dimensão ao modelo explicativo das fases da Lua, agora associadas ao fenômeno das marés. O acompanhamento de medidas semanais de alturas de marés, veiculadas por jornais diários, relacionadas ao início das fases da Lua e sua posição relativa as Sol, constitui  investigação que amplia o modelo mais simples do ciclo mensal observado pelas diferentes formas da Lua.
Por outro lado, os estudos e experimentos sobre eclipses podem aprofundar as idéias de luz, projeção de sombras, distância e intensidade luminosa, possibilidade de visão, produção, absorção e reflexão de luz.
Os alunos podem detalhar mais seu próprio modelo de Universo, prestar maior atenção às escalas, aprofundando sua compreensão. Binóculos, lunetas, telescópios, simulações de órbitas planetárias por computador ou visitas a observatórios e planetários podem ser úteis neste nível.
Um molde para o modelo de Sistema Solar com tamanhos proporcionais de seus componentes e respectivas distâncias em escala, auxilia a construção das imagens de dimensões astronômicas dos alunos. Desenhar e esquematizar os modelos atuais de Universo é provavelmente o tipo de atividade mais eficaz, sendo preferível a construção de moldes próprios tridimensionais para esses modelos. Nessas construções, são importantes as estimativas de distância e a atenção para as diferentes posições aparentes de um objeto a partir de pontos de observação diferentes.
Reconhecer as mudanças na percepção sobre nosso lugar no Universo pode ser facilitado aos alunos pelo estudo das contribuições de Copérnico, Galileu e Newton ao pensamento ocidental, evidenciando-se as relações entre a sociedade da época e as novas concepções científicas. Relações entre ciência, tecnologia e sociedade não devem ser apresentadas como o triunfo do certo sobre o errado, ou da ciência sobre a religião. O importante é estimular a discussão sobre a superação a que estão submetidas as idéias científicas, o que torna discutível a verdade científica  bem como as responsabilidades sociais envolvidas nas pesquisas e as descobertas.
A grande revolução cósmica usualmente associada a Nicolau Copérnico minou crenças tradicionais na concepção da Terra como centro do Universo. Ele propunha um outro Universo muito maior. A observação do movimento irregular dos planetas relativo ao "fundo fixo" de estrelas pode ajudar os alunos na compreensão acerca das idéias de Copérnico. Galileu fez descobertas que deram suporte às idéias de Copérnico. Usando uma luneta recém-inventada, encontrou as luas de Júpiter, manchas solares, crateras e montanhas na Lua e muitas estrelas invisíveis a olho nu. Desvendou, assim, um Universo incrivelmente mais complexo. As observações com instrumentos e a análise de fotos dos astros observados por Galileu são reveladoras e permitem, também, discutir sobre o papel da tecnologia no desenvolvimento de novos conhecimentos.
Esse contexto é propício para apresentar as idéias de Newton sobre a gravidade, que explicam movimentos astronômicos mediante as relações entre força, massa e distância. Sem necessidade de explicitar as formulações matemáticas, pode-se mostrar que a gravidade entre os corpos unifica as observações do céu e os experimentos que podem ser vivenciados na Terra, pois o modelo de Newton tornou possível relacionar fenômenos como as marés, as órbitas dos planetas, dos satélites, dos cometas e o movimento de objetos caindo na Terra.
Chegamos, assim, à visão dinâmica da Terra no Universo. As idéias de Newton foram ampliadas pelas idéias de Einstein, que deram origem a um novo modelo de Universo. Fenômenos como buracos negros, quasares, estrelas de nêutrons, gigantes vermelhas, anãs brancas e outros fenômenos envolvendo a evolução das estrelas e do próprio Universo podem ser aprofundados em leituras paradidáticas bem orientadas. Um tema propício para essas investigações é a questão de "como tudo começou", o que pode originar atividades coletivas, como exposições em mural ou comunicações de leituras em etapas finais do 4º ciclo.
A origem do planeta Terra e sua evolução são investigados em conexão com o eixo temático Vida e Ambiente, fazendo uso de fontes bibliográficas. Nesses estudos, destacam-se as variações das formas de vida em diferentes épocas ou eras geológicas, relacionadas às diferentes composições da atmosfera e à posição dos continentes na superfície terrestre, cujas modificações estão atualmente associadas à teoria das placas tectônicas. Filmes de vídeo que recompõem esses tempos longínquos e imagens animadas por computador compõem um interessante repertório de imagens para os alunos.
Para se estabelecer a relação entre os movimentos das placas tectônicas e a ocorrência de vulcões e terremotos, é interessante analisar as regiões do planeta onde essas catástrofes ocorrem e as regiões onde diferentes placas tectônicas se encontram.
Os vulcões e terremotos podem ser fonte de investigação sobre o interior do planeta, sobre o material muito quente no interior da Terra, abaixo da crosta, o que até hoje embasa a teoria da formação do planeta, ou seja: que em sua origem era muito quente, que o resfriamento até hoje só ocorreu em sua superfície. As mesmas evidências são utilizadas para o modelo que descreve a existência de camadas ainda muito quentes no seu interior: manto e núcleo, cujas espessuras seriam muito superiores à espessura média de 30 km da crosta. Figuras e moldes tridimensionais desse modelo, com estudo das proporções em escala, são uma boa oportunidade para a compreensão mais ampla do planeta.

Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores

a Identificação, através de observação direta, de algumas constelações, estrelas e planetas recorrentes no céu do hemisfério Sul durante o ano, compreendendo que os corpos celestes que vemos no céu estão a diferentes distâncias da Terra.

a Identificação da atração gravitacional da Terra como a força que nos mantém presos ao solo, faz os objetos caírem e é responsável pela manutenção de um astro em órbita de outro.

a Estabelecimento de relação entre os diferentes períodos iluminados de um dia e as estações do ano, através de observação direta local e interpretação de informações deste fato nas diferentes regiões terrestres, para compreensão do modelo heliocêntrico.

a Comparação entre as teorias geocêntrica e heliocêntrica, considerando os movimentos do Sol e demais estrelas observados diariamente em relação ao horizonte e o pensamento da civilização ocidental nos séculos XVI e XVII.

a Valorização do conhecimento historicamente acumulado, conhecendo o papel de novas tecnologias e o embate de idéias nos principais eventos da história da astronomia até os dias de hoje.

Vida e Ambiente

No ciclo final da escolaridade fundamental é desejável que os alunos concluam seus estudos nesse eixo temático trabalhando temas e problemas que tenham como objeto de estudo a dinâmica do planeta como um todo, no presente e no passado.
Busca-se uma melhor compreensão dos fenômenos e das relações entre os fenômenos que ocorrem na Biosfera, na Atmosfera, na Litosfera e na Hidrosfera e no nível da constituição mais íntima  da matéria  (nas células, entre substâncias etc.) por meio de estudos sobre a formação e os ciclos da matéria e da vida.
Ao final do 4º ciclo, os alunos deverão ter condições para melhor explicitar diferentes relações entre o ar, a água, o solo, a luz, o calor e os seres vivos, tanto no nível planetário como local, relacionando fenômenos que participam do fluxo de energia na Terra e dos ciclos biogeoquímicos, principalmente dos ciclos da água, do carbono e do oxigênio. Assim, poderão estar melhor formados para o interesse e a participação em importantes debates ambientais de grande alcance, como os problemas das queimadas na Amazônia, do lixo atômico, da diminuição mundial dos estoques de água potável, do buraco na camada de ozônio e tantos outros. Paralelamente, é central nestes estudos e debates a busca de melhor compreensão da natureza do conhecimento científico e tecnológico, seu alcance no mundo de hoje e as implicações éticas na produção e na apropriação deste conhecimento para o indivíduo e para a sociedade.
Há muitas correlações entre os estudos propostos para este eixo com outros desenvolvidos nos demais eixos temáticos de Ciências Naturais e Temas Transversais. Com o tema Meio Ambiente, há conexão com os vários blocos de conteúdos, mais particularmente com o blocos "Ciclos da natureza" e "Manejo e Conservação Ambiental". Questões ambientais, que surgem em decorrência da ação humana, serão particularmente tratadas na perspectiva do eixo temático Tecnologia e Sociedade, em Ciências, e dos Temas Transversais Trabalho e Consumo. Também a ampliação dos estudos sobre os seres vivos, seu presente e seu passado, um objeto de estudo do eixo Ambiente, deve cooperar para uma melhor compreensão do ser humano, em conexão com o eixo Ser Humano e Saúde.
Em conexão com o eixo Terra e Universo, são estudadas a composição e a fisionomia terrestre em diferentes épocas da história geológica, considerando-se também as diferentes teorias que explicam esta história, desde as teorias fixistas e catastrofistas até elementos das teorias da evolução e da formação e deslocamento das placas tectônicas. É interessante que os alunos considerem informações e evidências reunidas pela Ciência atual, que permitem estabelecer uma linha do tempo onde eventos significativos sejam coordenados. Trata-se de um conjunto extenso de eventos, em que se destacam: o esfriamento do planeta e a formação da água líquida, a formação da atmosfera em íntima relação com a proliferação dos seres vivos clorofilados, a mudança de posição dos continentes, a ocupação dos ambientes terrestres pelas plantas e a formação dos solos e o surgimento dos vertebrados e dos seres humanos. É importante destacar o longo tempo geológico para a formação e reposição natural de recursos da Biosfera, comparado ao curto tempo em que a humanidade os consome e destrói.
O estudo de diferentes teorias da evolução pode ser particularmente enfocado neste ciclo, ocasião para o professor ressaltar que o conhecimento da natureza depende em grande parte da elaboração de modelos explicativos para fenômenos conhecidos. A comparação das teorias de Lamarck e de Darwin, neste ciclo, pode dar lugar a uma discussão sobre a natureza do fazer científico, considerando-se o papel das hipóteses, das evidências e da interpretação das evidências na constituição de modelos explicativos. O que se pretende não é mostrar a superação de uma teoria em favor de outra, considerada errônea e sem sentido, mas, sim, examinar diferentes lógicas de interpretação que permitiram, em seu próprio tempo, dar novo significado a fatos já conhecidos, neste caso, a diversidade da vida.
No aprofundamento de conceitos ligados à interpretação da história evolutiva dos seres vivos, é interessante que os alunos tenham oportunidade de conhecer casos atuais ou históricos de seleção natural e de seleção artificial praticados na agricultura e pecuária. É necessário que o professor problematize e traga informações sobre fatores de seleção natural, como a aleatoriedade das mutações nas populações dos seres vivos e o papel das transformações ambientais.
Oferecem elementos para a compreensão do conceito de adaptação a comparação das estruturas do corpo, dos modos como realizam funções vitais e dos comportamentos de alguns seres vivos que habitam ecossistemas diferentes, hoje e em outros períodos do passado geológico, um assunto a ser tratado em conexão com o eixo temático Ser Humano e Saúde. São particularmente importantes nos estudos sobre evolução dos seres vivos e sua adaptação o reconhecimento de formas eficientes de dispersão e reprodução dos seres vivos em ambientes terrestres, tais como as sementes, os ovos de insetos, de répteis e de aves, e a fecundação interna dos animais.
Neste contexto, estudam-se também os modos sexual e assexual de reprodução de plantas e animais, considerando-se a maior variação entre os descendentes provenientes de reprodução sexual ou assexual e, portanto, maior diversidade entre os indivíduos de uma população.
Além de estudos sobre os seres vivos no presente e no passado da Terra, o 4º ciclo é momento de estudos dos processos ligados à composição terrestre e aos ciclos dos materiais e fluxo de energia, sejam de ocorrência natural ou provocados pela ação humana, conforme se indicou acima.
É importante considerarmos o grande desafio que é para os alunos interpretarem os fenômenos químicos e bioquímicos, como a combustão, a respiração celular, a fotossíntese, a síntese e a quebra de proteínas e de outros compostos orgânicos ou inorgânicos, ou mesmo a variada composição da água do mar, dos rios, ou das rochas e minerais. Para uma aprendizagem significativa destes fenômenos, é interessante que tenham a oportunidade de conhecer muitos exemplos de misturas, de separação de misturas e de reações químicas, bem como testes para identificação de substâncias e de suas propriedades, para que possam compreender que existe uma grande variedade de fenômenos químicos na natureza e provocados pelo ser humano, que integram os ciclos dos materiais na natureza.
Deste modo, o aluno constrói uma bagagem essencial para a contextualização dos conceitos de "substância", "mistura", "reação química", podendo compreender ainda que a matéria é constituída por partículas, como átomos e moléculas. Portanto, as equações químicas ainda devem ser abordadas de modo qualitativo, considerando-se quais os reagentes, as condições da reação e seus produtos, o que já é suficientemente difícil para este grau da escolaridade. No final deste ciclo é importante, contudo, que os alunos tenham apreendido a idéia de que uma grande variedade de fenômenos pode ser explicada pelo existência de variedades de arranjos entre pequenas partículas da matéria. A partir de vários exemplos, reconhecem também que dois, ou mais diferentes materiais combinam-se em produtos que têm propriedades distintas daqueles que lhe deram origem. Mas deve ser evitado pelo professor detalhar o que acontece no nível molecular e atômico, o que ainda faz pouco ou nenhum sentido neste nível da escolaridade, conforme tem se evidenciado através da pesquisa acadêmica e da prática em sala de aula.
Assim, os fenômenos químicos são conhecidos pelos alunos, considerando-os, quando for o caso, como parte de processos naturais. Por exemplo, ao ser retomada a fotossíntese, o professor introduz a noção de que é um conjunto de reações químicas que habilita as células verdes vegetais a construir moléculas de açúcar utilizando energia solar, gás carbônico e água. As moléculas de açúcar podem ser utilizadas imediatamente ou estocadas na forma de amido, uma molécula ainda maior, composta de muitas unidades de açúcar. Nas duas moléculas há energia química armazenada. Similarmente, a respiração celular pode ser abordada como conjunto de reações químicas, comum a todos os seres vivos aeróbios, onde oxigênio e açúcar são os reagentes, e o gás carbônico e água são produtos, juntamente com uma energia disponível para a célula do ser vivo. Note-se que, ao contrário do que se propagou em textos errôneos, a fotossíntese não é o contrário da respiração, a qual acontece durante toda a vida das plantas, e não apenas à noite. Outro erro comum a ser evitado é a comparação entre combustão e respiração celular. Embora sejam ambas reações que permitem a liberação de energia, diferem totalmente quanto aos níveis de energia e várias outras características.
Com este novo enfoque são reestudados os componentes das cadeias e teias alimentares, comparando-se os modos de obtenção de substâncias orgânicas e energia nos organismos produtores, consumidores e decompositores. É interessante a construção de pirâmides alimentares, considerando-se as transferências de substâncias e energia de um nível para outro, bem como a dissipação de energia em cada nível. A comparação de pirâmides de energia de diferentes ambientes dá espaço para a retomada das diferentes características de ambientes diversos, considerando-se a interferência humana nas teias alimentares e a posição que o ser humano ocupa em muitas delas.
Para estudos que envolvam o ar (ciclos dos materiais, respiração, composição da atmosfera) é particularmente importante a apresentação de tabelas de sua composição média, assunto que apresenta dificuldade de compreensão pelo aluno. Ao serem perguntados sobre o principal componente do ar, costumam lembrar-se do oxigênio, secundariamente do gás carbônico, mas esquecem-se do nitrogênio e do vapor d’água. Assim, é interessante o trabalho comparativo de tabelas em que se mostre a composição média do ar inspirado e do ar expirado pelo ser humano, bem como tabelas em que a quantidade relativa de vapor d’água também esteja presente. Outro tema a ser discutido é a poluição atmosférica, destacando-se as diferentes fontes poluidoras, os poluentes e prejuízos específicos à biosfera. O problema do buraco na camada de ozônio é estudado, portanto, como resultado de poluição, durante muito tempo inadvertida pelo uso de substâncias chamadas clorofluorcarbonos (CFCs) que destroem o ozônio na alta atmosfera.
Assim, municiados de um repertório de conhecimentos sobre a composição das esferas terrestres e dos processos químicos que nelas ocorrem, os alunos poderão sistematizar conhecimentos sobre os ciclos biogeoquímicos, estabelecendo relações entre os fenômenos da fotossíntese, da respiração celular e da combustão para explicar os ciclos do carbono e do oxigênio que se realizam como parte do fluxo unidirecional de energia no planeta. A investigação sobre a polêmica do aquecimento global do planeta e da inversão térmica em cidades poluídas também é parte deste contexto.
Para discussões sobre o dispersão global dos poluentes, constituem interessantes problemas explicar a presença de determinadas substâncias poluentes em locais e em seres vivos que se encontram distantes das fontes de emissão. É necessário buscar informações sobre as origens dos poluentes e os possíveis processos de espalhamento, através dos caminhos e das transformações das substâncias nos solos, na água, no ar e nos organismos vivos.
O ciclo da água, já visto como um fenômeno genérico, pode ser reestudado, investigando-se os fenômenos de transformação de estados físicos da água ocorrida em situações de experimentação e na natureza, relacionando o estado físico da água a intervalos de temperatura e a mudança de estado a processos em que há alterações no sistema. Além dos fenômenos físicos, é fundamental acompanhar os acontecimentos que envolvem a transformação de água "azul", dos mananciais (rios, lagos, represas etc.), em água "verde" (a água dentro dos organismos, do solo e subsolo); são estas transformações que determinarão a disponibilidade e a qualidade de água de uma região.
Problemas ligados ao uso e à poluição das águas doces e oceânicas, como as chuvas ácidas, integram estudos sobre o ciclo da água, que passa a ser considerada também como veículo de transporte de poluentes em todo o planeta. As investigações sobre as origens de diferentes poluentes, sua miscibilidade ou imiscibilidade em água e prováveis prejuízos aos seres vivos compõem uma discussão básica sobre o que é sujeira, o que é poluição, o que é poluente e o que é lixo, que integra também os estudos sobre poluição do solo e do ar. São estudos através dos quais se estabelecem fortes conexões com o eixo temático Tecnologia e Sociedade.
Interessante para a  visualização dos caminhos da água no planeta é a produção e interpretação de esquemas que mostrem lugares variados onde a água se encontra, seus percursos na litosfera, atmosfera e hidrosfera, e diversos processos de que participa. Um esquema grande e detalhado, construído por grupos de trabalho sob orientação do professor, pode reunir informações específicas, por exemplo, sobre forma e intensidade de precipitação, presença de transpiração e evapotranspiração, sobre fontes poluidoras, estações de tratamento, locais e formas de consumo da água.
Estudos de tabelas de precipitação, da formação de tipos de nuvens, das condições para a chuva ou sua ausência e de outros fenômenos meteorológicos (geadas, ventos etc.) podem ser enfocados, ao lado do reconhecimento da dependência de diversas atividades humanas com relação às chuvas regulares. Também a interpretação de fotos de satélites do planeta presentes nos jornais diários integra um conjunto de atividades que podem proporcionar a aproximação à idéia de que o ciclo da água é um fenômeno que ocorre em escala mundial.
 
Conteúdos referentes a conceitos, procedimentos, atitudes e valores

a Compreensão de relações entre a história geológica do planeta e a evolução dos seres vivos, considerando mudanças na composição e na fisionomia da biosfera, atmosfera e litosfera.

a Comparação das estruturas do corpo, dos modos como realizam funções vitais e dos comportamentos de seres vivos que habitam ecossistemas diferentes, hoje e em outros períodos do passado geológico, para a compreensão de processos adaptativos.

a Reconhecimento de formas eficientes de dispersão e estratégias reprodutivas dos seres vivos em diferentes ambientes e comparação entre reprodução sexual e assexual no que diz respeito à variabilidade dos descendentes.

a Estabelecimento de relações entre os fenômenos da fotossíntese, da respiração celular e da combustão para explicar os ciclos do carbono e do oxigênio de forma integrada ao fluxo unidirecional de energia no planeta.

a Investigação dos fenômenos de transformação de estados físicos da água ocorridas em situações de experimentação e na natureza, em que há alteração de temperatura e pressão, compreendendo o ciclo da água em diferentes ambientes, identificando o modo pelo qual os mananciais são reabastecidos.

a Investigação de alterações de determinados ambientes como resultado da emissão de substâncias, partículas e outros materiais produzidos por agentes poluidores, compreendendo os processos de dispersão de poluentes no planeta.

Ser humano e Saúde
Neste ciclo busca-se uma melhor compreensão sobre as funções vitais essenciais para a manutenção do corpo como um todo, abordando-se também as semelhanças e diferenças entre o ser humano e demais seres vivos, tendo sempre como base os pressupostos da teoria de evolução, o que traz vantagens apontadas em Ser Humano e Saúde no 3º ciclo. Ao retomar-se a reprodução e sexualidade, temas sempre importantes, é possível trabalhar elementos de hereditariedade. Uma aproximação ao conceito de célula pode ser sistematizado neste ciclo, associando-se conhecimentos de vários estudos. São introduzidos com maior ênfase no 4º ciclo estudos sobre o aproveitamento da energia dos alimentos, a coordenação das funções e sistemas do corpo e a proteção ao meio por causa de sua maior complexidade, ampliando e completando estudos anteriores das estruturas e funções vitais.
Em todos estes estudos é fundamental a atenção às representações que os alunos constróem, ao longo e no fechamento das investigações. O desenho de observação, a produção de esquemas, a resenha e o debate de noticiário são exemplos de atividades que propiciam a produção de texto coletivo, sob orientação do professor, bem como a produção de folhetos e outros meios de divulgação de sínteses. A escolha de diferentes modos de busca, a organização e a comunicação de informações neste eixo temático devem ser cuidadas e propostas pelo professor, de modo a não se tornarem exclusivamente livrescas, permitindo a aprendizagem de procedimentos.
Considerando-se que os alunos já compreendem os alimentos como fonte de energia e substâncias para o corpo, é importante agora destacar o papel do oxigênio no aproveitamento da energia dos alimentos no organismo, em conexão com o eixo temático Vida e Ambiente, onde se apresentam e se estudam os ciclos do oxigênio e do carbono na biosfera e alcances na abordagem das transformações das substâncias com alunos do ensino fundamental.
Neste ciclo, os alunos podem compreender que o aproveitamento de energia dos alimentos depende de processos que ocorrem em todas as células, também resultando em substâncias que devem ser eliminadas, como o gás carbônico, que é expirado, e a amônia, que, transformada em uréia no fígado, sai do organismo através da urina. Esta é uma idéia central a se desenvolver em estudos sobre respiração, circulação e excreção que, junto à alimentação, representam funções de nutrição, proporcionando-se também uma primeira aproximação ao conceito de metabolismo. Retoma-se, também aqui, a noção de troca de substâncias através do contato entre os capilares sangüíneos e os tecidos do corpo, já enfocados no 3º ciclo.
É interessante investigar e comparar as possibilidades que existem entre os vários animais para obtenção do oxigênio, seja do ar atmosférico, através da pele (de minhocas, de sapos), vários tipos de pulmões (de vertebrados terrestres, de aranhas) ou traquéias (de insetos), seja do oxigênio dissolvido na água, através de vários tipos de brânquias (de peixes, de moluscos). Paralelamente, discutem-se os processos de difusão ou transporte de gases nos organismos vivos, estabelecendo-se a diferença fundamental entre processos de ventilação e de respiração celular, com apoio de experimentações e simulações.
A interpretação de tabelas e, de atlas anatômicos, algumas experimentações e simulações dão suporte e maior interesse à leitura de textos. É importante fonte de informações sobre as funções de nutrição, ao lado da explicação do professor, que também conduz as problematizações durante os estudos, a partir de temas e problemas ligados ao cotidiano e à saúde.
Os alunos precisam ser informados  de que a respiração celular é um fenômeno muito comum entre os seres vivos, ocorrendo entre bactérias, fungos, em todas as plantas e animais. É muito importante a compreensão da respiração celular como processo de obtenção de energia. Em relação às plantas, muita confusão tem sido feita quanto aos processos de fotossíntese e respiração. O fato de, quimicamente, a fotossíntese absorver energia e a respiração liberá-la não significa que ambos os processos sejam contrários e muito menos excludentes, como já se discutiu em Ambiente e Vida. Portanto, as plantas também obtêm energia para se manterem vivas através da respiração celular, para a qual o oxigênio do meio é necessário, entrando pelas folhas e se difundindo pelos tecidos em todas as horas do dia e da noite. A fotossíntese é o processo de obtenção de alimento que só acontece na presença de luz, no qual o oxigênio é um dos produtos, sendo liberado para o meio. Se essa confusão persistir no 4º ciclo, é possível abordá-la nesse momento do trabalho, através de tabelas e gráficos, oferecendo-se mais uma oportunidade para que os alunos comparem esses processos e elaborem com mais precisão sua compreensão.
Quanto às funções reguladoras, os alunos poderão investigar, novamente com a coordenação e ajuda do professor, processos ligados à equilibração do organismo e à locomoção voluntária, à circulação e respiração, processos regulados e controlados pelos sistemas nervoso e glandular, intimamente ligados às percepções sensoriais e às emoções.
É interessante problematizar e refletir sobre ocorrências comuns aos seres humanos, como as manifestações de mal-estar por ocasião de uma contusão muscular, de uma cólica menstrual, de um problema digestivo ou de uma situação de medo, por exemplo. Os alunos podem compreender melhor a complexa integração entre os sistemas do corpo ao relacionar as substâncias produzidas pelas glândulas, a recepção de estímulos pelos órgãos dos sentidos, os impulsos nervosos que se encaminham à medula ou ao cérebro, a passagem de substâncias através de sinapses e as reações, voluntárias e involuntárias, desencadeadas em outros sistemas do organismo. Ao trabalhar um problema deste conteúdo, deve se tornar clara a influência de diferentes fatores do ambiente ou do ciclo de vida manifestando-se na equilibração do corpo, dando elementos para que essas situações ocorram e solicitando ações e reações do nosso corpo como um todo.
Nesses estudos, informações precisas podem ser sistematizadas pelos alunos em situações coletivas, com ajuda do professor, a respeito das formas, da distribuição, dos modos de transportar mensagens relativos aos sistema nervoso e glandular, sem que com isso seja necessário sobrecarregar os alunos com nomenclatura complicada demais.
Em trabalhos práticos para estudo da sensibilidade de animais, é possível discutir o papel adaptativo dos sentidos na ativação de comportamentos voltados à preservação das espécies. Também são interessantes as investigações sobre os sentidos humanos, combinando-se trabalhos práticos, leituras e outros tipos de atividades, para conhecer os limites da percepção, as formas de energia e as substâncias que somos capazes de perceber, e como isto se dá nos diferentes órgãos dos sentidos.
Apesar de similares a outros animais na apreensão de diferentes informações do ambiente, é grande a diferença do ser humano quanto à capacidade de processar e responder, promovida pelo cérebro humano. Novas descobertas e teorias sobre o cérebro têm sido divulgadas em publicações e em programas televisivos, cujos  conteúdos podem ser interpretados pelos alunos com a participação do professor. Também aqui se encontra oportunidade para colocar em discussão e sistematizar elementos da natureza do fazer científico, refletindo sobre o significado das inovações e de como elas foram obtidas.
O contexto de estudos do cérebro, da mente humana, também é o campo dos comportamentos, das emoções, da formação dos hábitos e outras questões subjetivas, ligadas aos valores, de modo ainda mais evidente que em outros estudos do ser humano.
Muitos modos de vida têm causado comportamentos de risco, como a violência e o consumo continuado de drogas como álcool, barbitúricos, tranqüilizantes, antidepressivos e narcóticos. São polêmicas presentes no cotidiano, não raro associadas à gravidez indesejada e outros conflitos. Pode ser importante problematizar esses temas, interpretando dados e situações reais ou ficcionais, enfocando as polêmicas sociais e informações claras sobre o sistema nervoso.
Ao explicar a ação de algumas drogas no nível das sinapses nervosas, os alunos também organizam, com ajuda do professor, as relações entre estímulos do meio externo, as reações e o desenvolvimento do ser humano, inclusive no delicado equilíbrio entre estado de saúde e estado de doença, discutindo-se também valores e atitudes envolvidas. Também é necessário sistematizar com os alunos a noção do corpo como totalidade e que qualquer desequilíbrio localizado em um ponto abala todo o conjunto, como já se discutiu no texto de introdução ao eixo.
Em temas e problemas que analisam a realidade local e regional, são estudadas as manifestações, as causas e as políticas de saúde pública, preventiva ou emergencial, relativas às doenças que os alunos, em seu próprio meio, devem conhecer para cooperar em seu controle. É importante enfocar tanto as doenças associadas ao convívio no ambiente, como aquelas decorrentes do ciclo de vida, adquiridas pelo nascimento ou pela degeneração do próprio organismo. O "autocuidado para auto-ajuda" e a vida coletiva, em conexão com o tema transversal Saúde, são conteúdos para trabalhar em sala de aula.
Diferentes estudos permitem sistematizar conhecimentos sobre doenças humanas comuns causadas por outros seres vivos como gripes, resfriados, micoses, diarréias e outras, bem como relacionar dados referentes ao aumento de disseminação das doenças humanas infecto-contagiosas, ao incremento da aglomeração humana e descuido da higiene ambiental. Por exemplo, mediante a análise de dados sobre incidência de doenças comuns no passado, como a poliomielite e a varíola, e a diminuição de outras, como o sarampo, reconhece-se a importância da vacinação em massa; enquetes sobre o contágio de doenças comuns entre os alunos podem auxiliá-los a compreender a propagação de doenças infecto-contagiosas.
A defesa do organismo humano é conteúdo a ser enfocado. A pele, o muco do trato respiratório e alguns sucos digestivos de todos os vertebrados são mecanismos de defesa que agem prevenindo a entrada e ação desses agentes externos. Quando essa primeira linha de defesa é vencida, outros mecanismos presentes no sangue são ativados, produzindo anticorpos que se dirigem à área afetada para destruir e impedir a proliferação dos agentes, ocasionando sintomas como inflamação, alergia, febre: é um processo de imunização do organismo. A resposta nem sempre é satisfatória, podendo ser mais rápida e intensa por ocasião de um segundo ataque do mesmo agente. Ou mostrar-se completamente insuficiente e ineficaz, necessitando então imunização externa por vacinas, no caso dos seres humanos e dos animais que podem ser cuidados. Quando as vacinas faltam ou não existem, o organismo pode sucumbir ao ataque desses agentes externos, que tanto podem ser substâncias injetadas por picadas de insetos, poeiras ou agrotóxicos, aspirados ou ingeridos, como bactérias, fungos ou vírus, que entram no organismo por vários tipos de contato e causam doenças de vários níveis de gravidade, como raiva, gripes, sarampo, meningite ou Aids.
Em conexão com o eixo Tecnologia e Sociedade é interessante a investigação sobre a fabricação de vacinas e remédios que podem ajudar a eliminação de alguns sintomas aliviando sofrimento, mas nem sempre eliminam as causas das doenças, podendo derivar novos sintomas e conseqüências. A história do conhecimento sobre os micróbios, com destaque a Pasteur, poderá trazer esclarecimento e interesse nos estudos da natureza do conhecimento científico.
Com Trabalho e Consumo e Saúde, a análise do consumo de remédios receitados por médicos e dentistas, o exame de seus rótulos e bulas, datas de validade, os critérios e perigos da automedicação devem acompanhar as discussões sobre a relação entre os estados de saúde e as condições de vida das populações humanas.
Quanto aos níveis de organização das estruturas dos organismos vivos, é um desafio interessante para o 4º ciclo o reconhecimento do nível celular como unidade biológica fundamental. Para isso, pode-se auxiliar os alunos comparando-se os vários tecidos animais e vegetais com formas e funções diferenciadas. A organização básica das células, com membrana plasmática, citoplasma e material nuclear caracteriza a unidade e sua relação no meio em que vive. Seja o tecido do qual faz parte, no caso dos pluricelulares, seja o ar, a água, o solo ou ainda o corpo de outros seres vivos no caso dos unicelulares, as células têm processos comuns de sobrevivência, como a obtenção de energia, a produção de substâncias, a eliminação de excretas, o crescimento e a reprodução.
Quanto às funções de reprodução, como se trata da característica fundamental para a vida, para a manutenção e evolução das espécies, é importante que os alunos comparem em bactérias, algas, animais, vegetais como é o processo reprodutivo. Destacam-se alguns aspectos fundamentais, como: processos assexuados ou sexuados, existência de células especializadas para a reprodução (gametas), fecundação interna ou externa ao corpo, as várias formas de proteção para o desenvolvimento do embrião e o cuidado dos pais com os descendentes jovens, localizando-se o ser humano nessas discussões.
É importante um melhor conhecimento das mudanças hormonais relacionadas ao amadurecimento sexual dos adolescentes e ao conhecimento das células sexuais, agora enfocando-se com maior ênfase os processos de fecundação (reunião de gametas para formação da célula-ovo), gestação (formação e funções de anexos embrionários, multiplicação e diferenciação celular no embrião e no feto) e parto natural (alargamento do meato uterino, contrações e expulsão).
A partir da formação da célula-ovo podem ser discutidos alguns fenômenos de herança biológica no ser humano, compreendendo-se as manifestações de algumas características em gerações alternadas, possibilitando também discutir, em sentido amplo, a atuação dos agentes mutagênicos e os efeitos da mutação na transmissão hereditária de informações.
No 4º ciclo, alunos e alunas já têm conhecimentos sobre o processo de gravidez. No entanto, a gravidez precoce e indesejada está bastante relacionada à utilização inadequada de métodos anticoncepcionais. A coleta e análise desses dados, bem como a comparação entre os vários métodos quanto à sua utilização correta, ao seu modo de ação, eficiência e efeitos colaterais, devem deixar os jovens mais seguros quanto às suas atitudes práticas.
Associado a essa discussão, é necessário investigar os modos de transmissão, a prevenção e principais sintomas das DST, enfatizando-se as formas de contágio, a disseminação alarmante e a prevenção de Aids, relacionadas aos processos do sistema imunológico e políticas de informação à população.
Em estudos relativos à sexualidade, as informações devem ser claras e objetivas, combatendo preconceitos que atrapalham o desenvolvimento e valorizando o respeito ao próprio corpo, às vontades e às dúvidas, bem como o respeito ao corpo e aos sentimentos dos parceiros, na perspectiva do respeito mútuo e da convivência solidária. São conteúdos nem sempre fáceis de ser trabalhados, uma vez que envolvem muitos aspectos emocionais que devem permear as discussões para que as idéias se constituam de forma mais integral e resultem em comportamentos positivos que valorizam e enriquecem a vida dos alunos e alunas. É importante que atividades específicas sejam desenvolvidas, como debates, produção de cartazes e textos, dramatização e outras que enfoquem atitudes e valores.
Muitas questões relativas à saúde em geral, à prevenção de Aids em particular, à sexualidade, ao uso e abuso de drogas, referem-se ao ser humano em sua dimensão social e, assim, relacionam-se com as questões relativas à cultura, às relações interpessoais familiares e em grupos, à ética nas relações e na participação social enquanto cidadão, às perspectivas de integração no mundo do trabalho. São pertinentes e necessárias às aulas de Ciências, quando se trabalha com os assuntos e temas referentes ao ser humano.

Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores

a Compreensão do organismo humano como um todo, interpretando diferentes relações e correlações entre sistemas, órgãos, tecidos e células, reconhecendo fatores internos e externos ao corpo que concorrem na manutenção do equilíbrio, as manifestações e os modos de prevenção de doenças comuns em sua comunidade e o papel da sociedade humana na preservação da saúde coletiva e individual.

a Estabelecimento de relações entre os sistemas circulatório, respiratório e excretor, reconhecendo processos comuns a todas as células do organismo - crescimento, respiração, produção de substâncias e eliminação de excretas.

a Compreensão dos sistemas nervoso e hormonal como sistemas de relação entre os elementos internos do corpo e do corpo todo com o ambiente, em situações do cotidiano ou de risco à integridade pessoal e social.

a Compreensão dos processos de fecundação, gravidez e parto, conhecendo vários métodos anticoncepcionais e estabelecendo relações entre o uso de preservativos, a contracepção e a prevenção das DST, valorizando o sexo seguro e a gravidez planejada.

Tecnologia e Sociedade
No 4º ciclo, os estudos neste eixo propõem aprofundamento no conhecimento dos sistemas tecnológicos com maior impacto social e ambiental. Em conexão com Vida e Ambiente, é trabalhado o conhecimento e a valorização dos recursos naturais em sua diversidade, apontando-se também espaço de discussão de temas transversais, como Trabalho e Consumo e Meio Ambiente, ao indicar os conteúdos que interessam às discussões sobre desenvolvimento sustentado e consumismo, por exemplo.
É preciso evidenciar que os seres humanos, em sociedade, exploram não apenas estoques de materiais, mas intercedem em ciclos naturais, de modo crescentemente acentuado nos últimos séculos, levando a alterações profundas na biosfera e à criação de novas necessidades nas sociedades humanas, como a recuperação de ambientes degradados e a reciclagem de materiais.
É importante levar em conta que a compreensão do que é um recurso natural de interesse tecnológico muda muito, e muda muito rapidamente, pois depende tanto da evolução do conhecimento técnico-científico, quanto da evolução das formas de produção. A pecuária, por exemplo, que hoje é essencialmente fonte de alimentação e de matéria-prima (carne e couro) também teve interesse "energético", considerada a tração animal de arados, engenhos, o transporte de pessoas e de cargas, a gordura animal na iluminação e esterco seco como combustível. Os animais já foram essenciais até mesmo para as comunicações. Há pouco mais de um século, o correio a cavalo era uma das mais ágeis formas de trocar informações, algo impensável, para gerações que já vêem o telégrafo sem fio como coisa do passado, nestes dias de redes informáticas e TVs interativas.
Atualmente, o crescimento absoluto da população do mundo e o crescimento relativo da parcela urbana das populações são processos que, paralelamente à evolução tecnológica, mudam a quantidade e a qualidade das necessidades humanas, que comandam a intervenção efetuada sobre o meio ambiente. A agricultura extensiva, especialmente nas monoculturas, a deposição de rejeitos industriais nos rios, a inundação de grandes áreas por barragens hidrelétricas, são exemplos de ações que garantem recursos a grandes concentrações de pessoas, mas, ao mesmo tempo, degradam as condições de vida e dificultam a obtenção de outros recursos importantes, como a água potável, só para mencionar o mais essencial. Estes são fatos que sinalizam a necessidade de, ao discutir e conceituar os recursos naturais, colocar em evidência as relações entre custos e benefícios para a qualidade de vida das populações humanas e para o ambiente, associados à extração e transformação de diferentes recursos.
Ao estudar determinados temas ou problemas com esse enfoque, podem ser retomados e sistematizados conteúdos propostos para ciclos anteriores, como as causas e os efeitos da poluição, as fontes e transformações de energia, as transformações das substâncias em processos tecnológicos ligados ao transporte, agricultura, manufatura e indústria de bens e serviços. Agora podem ser examinadas as relações de mão dupla entre as necessidades das populações humanas e o desenvolvimento e aplicações de tecnologias, considerando-se dados de realidade e processos históricos, cotejando-se custos e benefícios de diferentes tecnologias tradicionais ou alternativas.
A classificação dos recursos naturais entre "renováveis" e "não-renováveis" pode ser abordada, discutindo-se inclusive a instabilidade atual deste conceito, uma vez que a interferência excessiva nos ciclos naturais tem levado à multiplicação de casos de escassez ou de destruição de recursos que, como a água e o solo fértil, são renovados pelos ciclos da natureza. São exemplos deste caso a escassez da água potável na área metropolitana de São Paulo, o envenenamento do subsolo por agrotóxicos em regiões de agricultura na Europa, no meio-oeste americano e no oeste paulista. Portanto, ao analisar a situação planetária atual,  esta classificação deve ser trabalhada criticamente. Além disso, os recursos naturais podem ser classificados segundo diferentes critérios, como suas origens, seus usos e as tecnologias envolvidas.
O ciclo da água, essa grande "máquina térmica" tocada a energia solar, além de alimentar os rios, e com eles a fertilização agrícola pela irrigação das margens, gera o meio dinâmico onde vivem os peixes, que também são alimento. Uma vez represado em grandes comportas, esse mesmo ciclo possibilita a hidroeletricidade. Os mais diversos processos industriais utilizam a água, seja diretamente, seja para a limpeza ou para refrigeração.
Selecionando-se temas e problemas de importância regional e local ao lado de outros mais universais, as transformações da água em usos tecnológicos podem ser enfocadas. A obtenção e tratamento de água potável pode ser trabalhada, dando margem à experimentação e compreensão dos processos envolvidos na purificação da água - floculação, decantação, filtração e cloração - e abordando-se as misturas e separações de substâncias. A distribuição de água limpa, caso não tenha sido abordada no 3º ciclo, junto aos equipamentos do cotidiano, também pode ser trabalhada. O tratamento de água para distribuição, entretanto, não deve ser confundido com reciclagem de água, que é promovida apenas pelo ciclo da água, em última instância, pelo Sol. A investigação por grupos de alunos sobre relações entre condições de saúde, consumo da água limpa e a qualidade de vida, em sua comunidade e outras, também comporta esses conteúdos.
A comparação do funcionamento das hidroelétricas com as termoelétricas (vapor aquecido através de queima de combustível, no lugar de queda-d’água), com o funcionamento das termonucleares (vapor aquecido através de reações nucleares) proporciona estudos de diferentes conteúdos. Está em pauta a discussão sobre as transformações das formas de energia, sua origem, os recursos tecnológicos necessários às transformações. Com especial interesse, são enfocados os problemas de impacto ambiental ligados aos diferentes modos de obter energia, tema que pode ser trabalhado com auxílio de interpretação e debate de artigos de jornal e revistas de circulação nacional, enfocando-se casos específicos de inundação para construção de barragens, vazamento de material radiativo e os riscos que representam ao ambiente e à saúde do ser humano.
Ao enfocar a agricultura, é importante considerá-la como atividade para a obtenção de diferentes recursos. É por meio dela que se obtêm materiais como a madeira, que é a um só tempo elemento construtivo - tábuas e vigas -, elemento energético- lenha - e matéria-prima industrial - papel. A mesma agricultura produz recursos energéticos, como o álcool e, obviamente, os energéticos mais essenciais, os alimentos.
É importante compreender toda a agricultura como uma apropriação específica da energia solar e dos ciclos dos materiais. O ciclo do carbono garantido pela luz solar, além de alimento também é o álcool energético. É importante  a compreensão de que a retirada de alimentos e demais produtos agrícolas em larga escala também é a retirada significativa de materiais que, sem a interferência do ser humano, voltariam para o solo e para o ciclo dos materiais naquele ambiente. Para plantar novamente, é necessário repor substâncias. Esta é uma característica que leva a se considerar o solo como recurso renovável, mas o renovar aqui significa ação humana: tecnologia, trabalho e outros custos. Ao discutir este tema em regiões agrícolas, por exemplo, é importante o levantamento e o debate sobre estes custos, inclusive os que representam cuidados com a saúde e qualidade de vida daqueles que operam as monoculturas.
Ao discutir o solo e atividades agrícolas, retomam-se estudos já propostos para o 2º ciclo, com maior profundidade e abrangência. Agora, a fertilização, a irrigação ou a drenagem dos solos agroculturáveis podem ser trabalhados considerando-se aspectos físico-químicos dos solos, associado-se suas características aos processos de correção e aos ciclos naturais. Por exemplo, o estudo dos  fertilizantes, a partir de rótulos de produtos comerciais, oferece elementos para se discutir o que são os sais minerais do solo, sua origem e destino, em conexão com o estudo dos ciclos dos materiais, apontados em Vida e Ambiente. A avaliação da acidez do solo e sua correção, através de atividades experimentais, pode ser útil na abordagem do conceito "ácido", entre as propriedades das soluções.
Os processos de degradação de ambientes por queimadas, desmatamento e conseqüente erosão do solo, ao lado de medidas de contenção e correção, também podem ser retomados, buscando-se uma abordagem mais ampla que no 2º ciclo, através de suas relações com os ciclos dos materiais. Possíveis alterações climáticas decorrentes de grandes desmatamentos, nos casos de construção de barragens, podem ser discutidas, levando-se em conta a alterações da circulação de água no ar, no solo e subsolo, diminuição da biomassa e, portanto, da evapotranspiração. A leitura e a discussão de textos paradidáticos, artigos de jornal e a preparação de sínteses são atividades possíveis neste conteúdo.
Ao abordar a degradação dos ambiente em áreas urbanas, retomam-se os estudos sobre poluição do ar, da água e do solo, associando-se a compreensão da origem dos diferentes materiais poluentes ou presentes no lixo aos processos de reciclagem. Aqui também é importante a compreensão da constituição dos materiais por substâncias, trabalhando-se sobre a origem dos diferentes materiais que compõem o lixo, e as possibilidades de reciclagem de alguns materiais em função das propriedades de seus componentes e disponibilidade de tecnologias específicas. É interessante a experimentação com diferentes materiais que compõem o lixo doméstico, discutindo-se o significado da biodegradação. A avaliação de montantes de lixo nas cidades, junto com Matemática, ajuda a discutir as dimensões de aparatos tecnológicos para a solução do problema do lixo.
Ao enfocar a mineração, por sua vez, é interessante indicá-la como modo de obtenção de materiais, tais como o minério de ferro, essencial à produção do aço, ou a obtenção de energia, através do carvão mineral, do gás natural e petróleo, assim como a obtenção de alimento, que é o caso do sal. Também é interessante o estudo sobre distribuição de jazidas no território nacional, ao lado de outras investigações de interesse científico e tecnológico, esclarecendo-se como se dá a separação de minérios e minerais e casos de impacto ambiental por exploração a céu aberto, como no caso do minério de ferro. O levantamento da diversidade de usos de determinados metais associados às suas propriedades físico-químicas também pode ser investigado mediante algumas experimentações e buscando informações através de leitura e entrevista, quando for possível.
Muito importante neste eixo temático é a investigação sobre o processo de destilação de petróleo nas refinarias para a produção de gasolina, diesel e querosene, estudo que coopera para a formação de conceitos centrais como substância, separação de substâncias. Estes trabalhos podem estar acompanhados da experimentação e explicação do processo de destilação da água, buscando-se comparação entre um e outro processo, facilitando-se a compreensão do conceito de substância.
A investigação sobre a indústria de bens e serviços pode ser abordada em conjunto em cada um dos temas de estudo de exploração de recursos naturais, considerando-se a seqüência de transformações que os diferentes recursos sofrem desde sua extração até a produção de diferentes bens. As visitas a locais de produção são atividades fundamentais aqui, quando os alunos têm oportunidade de observação direta de maquinários e processos de produção . As entrevistas com pessoas que trabalham na produção também são úteis. As seqüências de transformações físicas e químicas são conteúdos a serem trabalhados, ao lado das questões ligadas ao consumo dos produtos específicos em estudo e o destino de rejeitos da indústria.
 
Conteúdos referentes a fatos, conceitos, procedimentos, atitudes e valores

a Compreensão de processos de recuperação e degradação de ambientes por ocupação urbana desordenada, industrialização, desmatamento, inundação para construção de barragem ou mineração, cotejando custos ambientais e benefícios sociais.

a Investigação de processos de extração e produção de energia e  substâncias obtidas por diferentes tecnologias tradicionais ou alternativas, sua transformação na indústria de produção de bens.

a Compreensão das relações de dupla mão entre as necessidades sociais e a evolução das tecnologias associada à compreensão dos processos de transformação de energia e de materiais.

Critérios de avaliação
Os critérios de avaliação estão referenciados nos objetivos, mas, como se pode notar, não coincidem integralmente com eles. Os objetivos são metas, balizam e orientam o ensino, indicam expectativas quanto ao desenvolvimento de capacidades pelos alunos ao longo de cada ciclo. Sabe-se, no entanto, que o desenvolvimento de todas as capacidades não se completa dentro da duração de um ciclo. Assim, é necessário o estabelecimento de critérios de avaliação que indiquem as aprendizagens imprescindíveis, básicas para cada ciclo, dentro do conjunto de metas que os norteia.

Reconhecer o surgimento da Terra e de grupos de seres vivos e outros eventos significativos em escala temporal para representar a história do planeta.
A partir de leituras e da elaboração de escalas de tempo, situar o surgimento da Terra há cerca de 4,5 bilhões de anos, dos primeiros seres vivos há 3,5 bilhões de anos e a maioria dos grupos de seres vivos a partir de 600 milhões de anos atrás.

Comparar a teoria geocêntrica e heliocêntrica em relação aos movimentos dos corpos celestes, reconhecendo as diferentes concepções de Universo e sua importância histórica.
A partir de observações diretas, leituras e representação do modelo heliocêntrico de Sistema Solar em desenhos proporcionais ou maquetes, reconhecer as rupturas necessárias à concepção de novos modelos.

Interpretar processo de recuperação ou de degradação em ambiente da sua região, utilizando conhecimentos sobre exploração de recursos naturais e interferência do ser humano nos ciclos naturais.
Utilizando notícias divulgadas na mídia e dados de observação direta sobre ocupação urbana desordenada, desmatamento, inundação ou outros problemas ambientais, os alunos interpretam a interferência do ser humano no meio, utilizando conhecimentos sobre o ciclo de materiais e o fluxo de energia.

Reconhecimento de relações entre as funções de nutrição, as reguladoras e as reprodutivas no organismo humano, tanto no seu funcionamento normal, como em situações de risco.
O funcionamento normal do organismo e suas alterações em situações de risco (abuso de drogas, sexo sem preservativos, violência, automedicação e alimentação inadequada) devem ser explicadas pelos alunos, utilizando conhecimentos sobre as funções de nutrição, de regulação e reprodutivas.
 
Comparar exemplos de utilização de tecnologias em diferentes situações culturais, avaliando o papel da tecnologia no processo social e explicando as transformações de matéria, energia e vida.
Diferentes tecnologias de extração, de cultivo ou ligadas à indústria de bens de consumo, ou de produção de energia, são explicadas pelos alunos ao organizar etapas de transformação de matéria e energia. O impacto destas tecnologias no modo e qualidade de vida das comunidades humanas também é avaliado.

Em situações coletivas, participar de debates para a solução de problemas, colocando suas idéias e reconsiderando sua opinião em face de evidências obtidas por diferentes fontes de informação, inclusive de caráter histórico, elaborando sínteses como conclusão de trabalhos.
Em diferentes momentos do ensino e aprendizagem, os alunos deverão trabalhar a discussão de problemas. Com este critério pretende-se avaliar se os alunos, individualmente ou em grupo, são capazes de reconsiderar sua opinião inicial, inclusive com base na História da Ciência, avançando os conhecimentos sobre um tema em estudo. Também deverão ser capazes de elaborar síntese, na forma de texto informativo, durante e nas conclusões de trabalhos.

Orientações Didáticas para o 3º e 4º ciclos

Com a finalidade de subsidiar o educador com novas possibilidades de planejamento e intervenção no processo de ensino e aprendizagem em Ciências no 3o e 4o ciclos, este documento aborda orientações didáticas gerais.

Temas e Problemas para investigação

Embora a descrição dos conteúdos seja por eixo temático, há a intenção de que o ensino aconteça contemplando mais de um eixo e temas transversais em um mesmo tema de estudo selecionado pelo professor. Fazê-lo na prática constitui um desafio para todos.
As tendências pedagógicas mais atuais de ensino de Ciências apontam para a valorização da vivência dos alunos como elemento central de temas de estudo, que se tornam mais significativos quando planejados sob o ponto de vista interdisciplinar ou multidisciplinar. Buscar situações significativas na vivência dos alunos, tematizá-las, integrando os 4 eixos e diversos temas transversais, pode gerar um novo ensino de Ciências no meio escolar. Este é o sentido dos Parâmetros Curriculares Nacionais de Ciências Naturais. Temos que identificar essas situações, participar de seu desenvolvimento e divulgá-las para que outros alunos sejam beneficiados. Este é importante espaço de produção de todos os professores e educadores da área científica, ao produzir currículos significativos e interessante ao educando e à sua comunidade.
A título de exemplo, apresentamos os desdobramentos conceituais a partir de um tema para planejamento curricular. Outros novos temas poderão ser desenvolvidos para enriquecer os parâmetros aqui apresentados, com a necessária participação de educadores e professores de todo o país.
Por exemplo, o tema Como o ser humano percebe e se relaciona com o meio em que se encontra? tem grande potencial interdisciplinar e é da vivência dos alunos. Apenas é possível supor quais contornos vai tomar, já que as realidades locais e regionais condicionam a escolha de um professor, ou de um coletivo de professores, que se propõe a desenvolvê-lo. Precisarão ser definidos os objetivos e conteúdos conceituais, procedimentos e valores a trabalhar, buscando-os nos PCN-CN e nas suas percepções sobre as necessidades dos alunos.
Mas é interessante discutir Como o ser humano percebe e se relaciona com o meio em que se encontra? como tema interdisciplinar, uma vez que as diversas Ciências (Física, Química, Biologia, Ecologia, História da Ciência, Geologia…) já construíram ‘instrumentos teóricos’ ou ‘conhecimentos sistematizados’ que permitem a investigação e a descrição dessa realidade humana em diferentes níveis.
Em relação ao conhecimento do ser humano (eixo Ser Humano e Saúde), são adequadas as investigações e descrições dos órgãos dos sentidos e sua sensibilização pelo meio externo, ‘receptores’ externos, funcionamento interno, desvios ou mau funcionamento, correção por meios tecnológicos (lentes, aparelhos para surdez), manutenção da saúde, avanços da medicina, integração através do sistema nervoso. São próprias da Física as investigações e descrições relativas às formas de energia e sua intensidade, que chegam aos órgãos externos para sensibilizá-los, tipos de ondas de energia (mecânica e eletromagnética), propagação das ondas no meio, cores, espectro eletromagnético, transformações tecnológicas de energia e sua aplicação em receptores de ondas de rádio, TV, telefone e outras formas de comunicação humana e com o meio.
Alguns conceitos fundamentais da Química são abordados  nas investigações e descrições relativas ao paladar e olfato. A sensibilização desses sentidos é feita pela interação com as partículas constituintes de certas substâncias presentes nos materiais que possuem ‘cheiro’ e/ou gosto. As características das substâncias são percebidas quando o número de partículas (moléculas) que chegam aos respectivos órgãos for suficiente para sensibilizar as células olfativas ou gustativas. É importante que os alunos compreendam que as características olfativas, de um perfume, por exemplo, são próprias das próprias moléculas constituintes de alguma substância que compõe esse perfume e que essa substância tem nome, representação e estrutura química características. O mesmo se diz das substâncias que dão sabor aos alimentos. Tal abordagem permite direcionar a formação de conceitos químicos fundamentais, sem entrar no formalismo com que essa disciplina escolar é normalmente tratada e permite a formação do pensamento químico sobre o meio. Novas questões tecnológicas (eixo Tecnologia e Sociedade) podem ser tratadas ainda nesse estudo, mais relacionadas com o pensamento químico sobre o meio, como a uso de aditivos em alimentos, substâncias com certas caraterísticas e determinadas interações como aquelas que agem sobre as papilas gustativas, que realçam sabores ou que dão odor característico.
Ligadas ao eixo Ambiente e Vida, podem ser feitos estudos de formas de interação de outros seres vivos com o meio, já utilizando conceitos desenvolvidos no tema apontado acima, como trocas de substâncias e conversões de energia na fotossíntese, estudo comparativo de órgãos sensoriais especializados como o olfato no cachorro ou a visão ampla nos pássaros. Poderia ser discutida a intervenção do homem no controle e manejo da produção animal e vegetal, com uso de agrotóxicos, hormônios, controle biológico de pragas, uso de feromônios no controle de insetos etc.
Estas sugestões, longe de esgotar o assunto, visam somente a estimular o debate entre professores e educadores da área das Ciências Naturais sobre a possibilidade de produzirmos a interdisciplinaridade na prática escolar, integrando os 4 eixos apontados no documento de desenvolvimento do ensino e aprendizagem em Ciências.

Problematização

Os alunos desenvolvem fora da escola uma série de explicações acerca dos fenômenos naturais e dos produtos tecnológicos, que podem ter uma lógica interna diferente da lógica das Ciências Naturais, embora às vezes a ela se assemelhe. De alguma forma, essas explicações satisfazem as curiosidades dos alunos e fornecem respostas às suas indagações. São elas o ponto de partida para o trabalho de construção da compreensão dos fenômenos naturais, que na escola se desenvolve.
É necessário que os modelos trazidos pelos alunos se mostrem insuficientes para explicar um dado fenômeno, para que eles sintam necessidade de buscar informações e reconstruí-los ou ampliá-los. Em outras palavras, é preciso que os conteúdos a serem trabalhados se apresentem como um problema a ser resolvido.
O professor poderá promover a desestabilização dos conhecimentos prévios, criando situações em que se estabeleçam os conflitos necessários para a aprendizagem — aquilo que estava suficientemente explicado não se mostra como tal na nova situação apresentada. Coloca-se, assim, um problema para os alunos, cuja solução passa por coletar novas informações, retomar seu modelo e verificar o limite dele.
Definido um tema de trabalho, é importante o professor distinguir quais questões são problemas para si próprio, que têm sentido em seu processo de aprendizagem das Ciências, e quais terão sentido para os alunos, estando portanto adequadas às suas possibilidades cognitivas. Deve-se também distinguir entre as questões que de fato mobilizam para a aprendizagem — problemas — e outras que não suscitam nenhuma mobilização. Por exemplo: supondo-se uma classe trabalhando com o tema da cadeia alimentar, investigando como os seres vivos se alimentam. Freqüentemente os alunos já sabem que os animais se alimentam de plantas, de outros animais ou de ambos. Possivelmente pensam que as plantas se alimentam da terra que consomem pela raiz. Sabe-se, entretanto, que as plantas produzem seu próprio alimento através do processo da fotossíntese, para o qual concorrem  a água, a luz do sol e o gás carbônico do ar.
Têm-se aqui dois modelos explicativos: um pertinente à lógica do aluno e outro fornecido pela Ciência, que se pretende que seja apropriado por esse aluno. Que perguntas poderão gerar conflitos de modo que o modelo do aluno se mostre, para ele, insuficiente na explicação sobre a alimentação das plantas? Como o aluno poderá compreender que a terra não é alimento para as plantas, que vegetais não comem terra? Alguns caminhos são possíveis para que o problema se coloque para o aluno de modo favorável à reformulação de seus modelos, tais como questões, experimentos, observações propostos pelo professor.
Por exemplo, o professor poderá perguntar à classe: "Se as plantas comem terra, por que a terra dos vasos não diminui?", "Como explicar o fato de algumas plantas sobreviverem em vasos apenas com água?" e "Como algumas plantas vivem sobre outras plantas, com as raízes expostas (algumas samambaias, orquídeas)?", ou ainda, "Como vocês podem provar que as plantas comem terra pelas raízes?". Esses problemas exigem dos alunos explicações novas, que deverão colocá-los em movimento de busca de informações — através da experimentação, da leitura ou de outras formas — que lhes ofereçam elementos para reelaborar os modelos anteriores.
Tomando o mesmo assunto, perguntas como "As plantas produzem seu próprio alimento?", ou "De que maneira as plantas aproveitam o ar?" poderão ser respondidas pelos alunos nas formulações: "Não, as plantas comem terra" e "As plantas aproveitam o ar para respirar". Constata-se que os modelos explicativos das crianças continuam suficientes para responder às questões colocadas. Portanto, essas questões não se configuram em problemas.
Uma questão só é um problema quando os alunos podem ganhar consciência de que seu modelo não é suficiente para explicá-lo. A partir de então, podem elaborar um novo modelo através de investigações e confrontações de idéias orientadas pelo professor.
A problematização busca promover evolução conceitual . Sabe-se que nem sempre ela ocorre; freqüentemente concepções alternativas se preservam. Ainda assim, pode haver aprendizagem significativa dos conceitos científicos. Ao solucionar problemas, os alunos compreendem quais são as idéias científicas necessárias para sua solução e praticam vários procedimentos. Conforme já discutido no capítulo sobre ensino e aprendizagem de Ciências, os alunos podem se apropriar de conceitos científicos, mesmo conservando conceitos alternativos. E poderão ser capazes de utilizar diferentes domínios de idéias em diferentes situações.

Trabalhos de Campo
Atualmente é impensável o desenvolvimento do ensino de Ciências de qualidade sem o planejamento de trabalhos de campo que sejam articulados às atividades de classe. Esses trabalhos contemplam visitas planejadas a ambientes naturais, a áreas de preservação ou conservação, áreas de produção primária (plantações) e indústrias, segundo os diferentes planos de ensino do professor.
Um equívoco bastante comum é considerar esse tipo de atividade possível apenas em áreas de preservação ou de conservação, nas quais a interferência do ser humano é pequena. Essa concepção limita a utilização de uma série de recursos que oferecem possibilidades para o professor trabalhar. Além de unidades de conservação, deve-se considerar a riqueza do trabalho de campo em áreas próximas, como o próprio pátio da escola, a praça que muitas vezes está a poucas quadras da escola, as ruas da cidade, os quintais das casas, os terrenos baldios e outros espaços do ambiente urbano, como a zona comercial ou industrial da cidade, onde poderão ser conhecidos processos de transformação de energia e de materiais. O desenvolvimento de atividades em espaços com estas características traz a vantagem de possibilitar ao aluno a percepção de que fenômenos e processos naturais estão presentes no ambiente como um todo, não apenas no que ingenuamente chamamos de "natureza". Além disso, possibilitam explorar aspectos relacionados com os impactos provocados pela ação humana nos ambientes e sua interação com o trabalho produtivo e os projetos sociais.
Para que o trabalho de campo ou excursão seja produtivo, e não apenas uma atividade de lazer a se desfrutar, é importante que o professor tenha clareza dos diferentes conteúdos e objetivos que pretende explorar. Esta definição é fundamental para que a atividade seja bem compreendida pelos alunos.
As atividades a serem desenvolvidas não podem restringir-se à saída ao campo. É importante que o professor inclua no seu plano o desenvolvimento de atividades de preparação e, ao voltar, a discussão das observações e dados coletados para a sistematização de conhecimentos.
A preparação das atividades a serem desenvolvidas em campo envolve, evidentemente, os aspectos de ordem prática, mas não se resume a isso. É necessário preparar o aluno do ponto de vista intelectual e afetivo para participar da excursão. Além de ser um momento para que os alunos sejam esclarecidos em relação ao que se pretende, é uma oportunidade privilegiada para envolvê-los em levantamento de suposições e problematizações que já indicam os conteúdos que serão estudados nos trabalhos em campo. É o momento de criar, junto à classe, o clima de pesquisa e investigação, sendo muito importantes as leituras de textos sobre o local que será visitado, para que os alunos ampliem suas suposições iniciais. O registro desta fase é fundamental para que os dados e observações do próprio local sejam comparados na volta. É também nesta fase que, a partir dos objetivos selecionados e com a participação dos alunos, o professor elabora o roteiro de campo, recurso chave para a coleta e o registro de dados durante a excursão, para que possam ser explorados na continuidade dos trabalhos em sala de aula.
Nas aulas seguintes ao trabalho de campo, a classe dedica-se, sob orientação do professor, à organização e à análise de dados colhidos, por exemplo, através de experimentações. Buscar outras informações para solucionar dúvidas que surgiram durante a excursão também é importante, com auxílio de leituras que podem ser reunidas na sala de aula. Este é um momento privilegiado para aprofundar aspectos do conteúdo e de buscar generalizações e aplicações dos conhecimentos que estão sendo trabalhados.
Para o trabalho com as atitudes, é necessário conversar com a classe e planejar atividades específicas. Para tanto, há oportunidades nos momentos de preparação, desenvolvimento e fechamento dos trabalhos; regras de segurança e de preservação ou autopreservação devem ser objeto específico de discussão na preparação. Ao participar de atividade para resolução de problemas ambientais ou tecnológicos reais, reconhecidos durante a saída ao campo, os alunos exercitam valores que estão expressos nos objetivos deste PCN-CN. Através destas atividades, como debates, dramatizações e produção de cartazes, poderão ser produzidos também objetos reais de divulgação ou participação na sociedade, como uma carta a um jornal ou uma exposição de trabalhos.

Experimentação
Conforme se discutiu na 1ª parte deste documento, a experimentação não deve ser confundida com o conjunto de objetivos e métodos do ensino de Ciências Naturais. Sua prática não implica necessariamente melhoria do ensino de CN, tampouco é um critério indiscutível de verdade científica. A experimentação é um dos modos de buscar informações, com características distintas de outros modos, bastante valioso em alguns temas, como no estudo das formas de energia e dos materiais, mas sem nenhum significado em outros, como a reprodução humana, por exemplo.
Como nos demais modos de busca de informações, sua interpretação e proposição é dependente do referencial teórico previamente conhecido pelo professor  e que está em processo de construção pelo aluno. Também durante a experimentação, os alunos precisam saber o que observar e o professor precisa ouvir os alunos, para saber quais suas interpretações e como podem ser instigados a olhar de outro modo para o objeto em estudo.
Freqüentemente, o experimento é trabalhado como uma atividade em que o professor, acompanhando um protocolo ou guia de experimento, procede à demonstração de um fenômeno; por exemplo, demonstra que a mistura de vinagre e bicarbonato de sódio produz uma reação química, verificada pelo surgimento de gás. Nesse caso, considera-se que o professor realiza uma demonstração para sua classe, e a participação dos alunos reside em observar e acompanhar os resultados. Mesmo nas demonstrações, a participação dos alunos pode ser ampliada, desde que o professor solicite a eles que apresentem expectativas de resultados, expliquem os resultados obtidos e compare-os aos esperados.
Muitas vezes trabalha-se com demonstrações para alunos pequenos, como nos casos de experimentos que envolvem o uso de materiais perigosos — ácidos, formol, entre outros — e fogo, ou quando não há materiais suficientes para todos.
A experimentação é de fato realizada pelos alunos quando discutem idéias e manipulam materiais. Ao lhes oferecer um protocolo definido ou guia de experimento, os desafios estão em interpretar o protocolo, organizar e manipular os materiais, observar os resultados, checá-los com os esperados, e anotar resultados.
Os desafios para experimentar ampliam-se quando se solicita aos alunos que construam o experimento. As exigências quanto à atuação do professor, nesse caso, são maiores que nas situações precedentes: discute com os alunos a definição do problema, conversa com a classe sobre materiais necessários e como atuar para testar as suposições levantadas, os modos de coletar e relacionar os resultados.
Como fonte de investigação sobre os fenômenos e suas transformações, o experimento torna-se mais importante quanto mais os alunos participam da confecção de seu guia ou protocolo, realizam por si mesmos as ações sobre os materiais e discutem os resultados, preparam o modo de organizar as anotações e as realizam. Não existe experimento que não dê certo. Quando os resultados diferem do esperado, estabelecido pelo protocolo ou pela suposição do aluno, deve-se investigar a atuação de alguma variável, de algum aspecto ou fator que não foi considerado em princípio, ou que surgiu aleatoriamente, ao acaso. É uma discussão que enriquece o processo.
Na análise ou construção de experimentos com alunos de 3º e 4º ciclos é fundamental que eles ganhem consciência de características básicas de um experimento. O isolamento do sistema, o reconhecimento e teste de variáveis, o controle na coleta de dados e a interpretação de medidas devem ser discutidos com os alunos. Também deve estar claro o objetivo do experimento, suas limitações e as extrapolações que possibilita, ou não.

Diversidade de Textos Informativos
Para a área de CN, há muitas fontes escritas que podem ser organizadas pelo professor em um acervo pessoal ou, no âmbito da escola, por bibliotecário ou outro responsável. Trata-se de enciclopédias temáticas, livros de divulgação ou ficção científicas matérias de jornais ou de revistas, folhetos de origem diversa (museus, posto de saúde, organizações não-governamentais etc.) e livros paradidáticos. Tais fontes cumprem diferentes funções, claramente superando e completando aquelas do livro didático tradicional.
O trabalho com paradidáticos vem ganhando adeptos por permitir maior flexibilidade na escolha de conteúdos e enfoques ao longo de um ano, uma vez que efetivamente é durante o ano que o professor pode sentir a maturidade intelectual, as demandas e os interesses da classe que direcionam suas escolhas. Além disso, entre os livros paradidáticos encontram-se obras didaticamente atualizadas, que articulam  conhecimentos de diferentes disciplinas científicas, aspectos do cotidiano e da História das Ciências.
Também ganham interesse crescente as atividades com uso de matéria jornalística na escola existindo, inclusive, projetos de empresas jornalísticas brasileiras voltados para este fim. O fato é que muito antes de estes projetos existirem, professores já valorizavam estas atividades, por trazer atualidades científicas e ambientais para a classe. As possibilidades de utilização das matérias de jornal e revistas são muitas: podem ser fontes de informação, de problematização, de ilustração ou ampliação para um tema tratado em sala de aula. Os próprios alunos podem cooperar na reunião e classificação de artigos, organizar painéis temáticos, por exemplo, para temas transversais que estão sendo alvo de trabalho em um dado período letivo.
Alguns cuidados importantes devem ser tomados pelo professor ao selecionar matérias jornalísticas. É importante verificar quais conhecimentos são pré-requisitos para a leitura de determinado texto, se os alunos já os têm; pois em caso negativo, o texto poderá servir como objeto de problematização, não como fonte de informações.  Também, claro, deve ser avaliada a correção conceitual do texto; infelizmente há muitos erros científicos publicados em jornais e revistas. Mas mesmo um texto incorreto poderá ser utilizado pelo professor com seus alunos, desta vez como objeto de crítica e correção.
Folhetos de diferentes origens, como das distribuidoras de água, gás e energia elétrica, entre outros, também são interessantes leituras. mas não basta ler o material. É necessário interpretá-lo e reescrevê-lo para que conhecimentos possam ser apropriados.

Aplicações didáticas da informática
O desenvolvimento científico e tecnológico das últimas décadas trouxe grande quantidade de informações de interesse para professores e estudantes e, ao mesmo tempo, produziu novos meios para obter, armazenar e processar grandes quantidades de informação, na forma de registros gráficos (como este texto), imagens (como as de fotografia ou animações) e som.
Os computadores e a possibilidade de conectá-los em rede são ferramentas para gerar e processar grande quantidade de informações, ao mesmo tempo em que é possível utilizá-los como alternativa bastante acessível para a troca de informações e de dados no trabalho de alunos e professores em vários níveis.
Os alunos podem ter acesso a bancos da dados, utilizando computadores equipados com CD-ROM, por exemplo. Podem ter acesso a grande número de informações para fins específicos, como ao realizar uma pesquisa escolar, quando encontram toda a informação presente numa grande enciclopédia em único disco ótico (como os CDs de música).
Outro nível de utilização do computador  refere-se ao uso de programas específicos disponíveis no mercado. Um deles, por exemplo, situa um observador imaginário em qualquer lugar do mundo em qualquer dia para observar o movimento do Sol. É possível utilizar computadores para simular experimentos, por exemplo, ao estudar a sombra de um bastão ao Sol do meio-dia em qualquer dia do passado ou do futuro, em qualquer lugar do planeta. A simulação de experimentos tem a grande vantagem de economizar esforços e ampliar possibilidades, mas jamais deve ser tomada como alternativa definitiva para a realização de experimentos reais, nos quais os alunos planejam, executam, medem e coletam informações de forma concreta. Mas a simulação permite conferir dados, especialmente se recebidos de outras escolas. Outra forma de utilização se refere ao uso de planilhas eletrônicas, que podem realizar cálculos e organizá-los em gráficos, além dos processadores de texto, que motivam produções escritas bem elaboradas e com boa organização, permitindo com facilidade confeccionar um jornal, importante veículo de comunicação.
O computador é ainda uma ferramenta para transmissão de dados, como pesquisas bibliográficas realizadas a distância ou troca de resultados de experimentos realizados em diferentes lugares, pela conexão que a Internet possibilita. Alunos de algumas escolas podem desenvolver projetos em cooperação com alunos de outras escolas, localizadas em lugares diversos do Brasil e do mundo, como se todos fizessem parte de um único grande grupo. Por exemplo, podem medir a sombra de um bastão de um metro de altura ao meio-dia e transmitir essa informação a outras escolas, situadas no mesmo fuso horário em diferentes latitudes, inclusive de outro hemisfério, cedendo e recebendo informação quase instantaneamente. Poderão assim saber, ao meio-dia, qual é a altura do Sol em relação ao horizonte, em diferentes pontos do planeta. Com isso, podem estudar a inclinação do arco descrito pelo Sol no horizonte e compreender as relações entre a iluminação do Sol, a forma esférica da Terra e a inclinação de seu eixo relativa ao plano de translação.
A troca de mensagens e até mesmo de imagens é muito facilitada por programas para os quais é necessário pouco ou nenhum treinamento específico. Processos e fenômenos complexos, tradicionalmente trabalhados mediante desenhos e diagramas, poderão ser estudados com o auxílio de computadores e da Internet, complementos importantes no trabalho experimental dos alunos.
Com todos estes recursos e vantagens, no entanto, os computadores apenas ampliam as possibilidades de atuação dos alunos e dos professores, sendo incapazes de substituí-los em suas tarefas básicas e essenciais, como, por exemplo, a de organizar critérios com os alunos para que possam navegar com rumo em meio ao mar de informações. Desta forma, os computadores são apenas e tão-somente uma ferramenta à disposição da escola e do professor, que continua sendo aquele que traz problemas a investigar.

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