10.^o/11.^o anos

Trabalho

experimental

Biologia e Geologia

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10º/11º anos

10.^o/11.^o anos

Introdução

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• Método Científico

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Trabalho de campo

• A manipulação de variáveis é mais difícil.
• Os resultados dependem da influência de diversas variáveis.

Tipos de investigação

Trabalho laboratorial

• Há manipulação de variáveis.

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Trabalho experimental

• Há controlo e manipulação de variáveis.
• Permite isolar uma variável (por exemplo, a temperatura) e determinar

o seu efeito nos seres vivos.

• As restantes variáveis são mantidas constantes no grupo de controlo

e no grupo experimental.

• Pode ser realizado no campo, embora seja de difícil implementação.

Tipos de investigação

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O objetivo de uma investigação científica pode ser, por exemplo:

• Estabelecer uma relação causa-efeito:

Ex.: Determinar os efeitos do aumento da temperatura da água na taxa de crescimento de duas populações de mexilhões.

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• Medir a resposta dos seres vivos a um estímulo:

Ex.: Determinar os efeitos da temperatura em populações

de mexilhões de duas regiões distintas.

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Objetivo

NOTA: São frequentes as questões nos testes e nos exames a solicitar a identificação ou a análise de objetivos.

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A hipótese é elaborada a partir de conhecimentos que os cientistas já possuem.

• É numa afirmação direta que pode ser testada para averiguar se está correta.

Ex.: Os mexilhões provenientes das regiões mais frias crescem mais em água com temperatura mais baixa.

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• Pode ser colocada na forma negativa.

Ex.: Os mexilhões provenientes das regiões mais frias não crescem mais em água com temperatura mais alta.

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• Não pode ser colocada sob a forma de pergunta, pois pode converter-se

num problema.

Hipótese

NOTA: São frequentes as questões nos testes e nos exames a solicitar a identificação ou a análise de hipóteses.

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Procedimento/Protocolo

• Funciona como uma “receita” com todos os passos detalhados, de modo que seja possível a outros investigadores repetirem o mesmo protocolo e comprovarem os resultados.

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• Um protocolo deverá incluir a repetição de grupos experimentais ou medições,

de forma a aumentar o volume de dados para analisar.

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NOTA: Nos testes e nos exames podem ser fornecidos protocolos adaptados.

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Independente

• É manipulada pelo investigador.

Ex.: Temperatura a que os mexilhões são expostos.

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• Podem existir várias numa experiência, no entanto, para compararmos

os resultados, devemos usar apenas uma variável independente.

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• É frequente aparecer no eixo das abcissas (X) dos gráficos.

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• Todas as restantes variáveis têm de se manter constantes entre o grupo de controlo e o grupo experimental.

Ex.: Modificar a temperatura, mantendo a salinidade da água, a origem dos mexilhões, etc.).

Tipos de variáveis

NOTA: São muito frequentes as questões nos testes e nos exames a solicitar a identificação de variáveis.

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Dependente

• Corresponde à variável medida pelos investigadores, isto é, aos efeitos causados.

Ex.: Medição da taxa de crescimento;

Taxa de reprodução;

Taxa de mortalidade;

Quantidade de oxigénio produzido por unidade de tempo;

Etc.

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• É frequente aparecer no eixo das ordenadas (Y) dos gráficos.

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• O número de variáveis dependentes pode variar.

Tipos de variáveis

NOTA: São muito frequentes as questões nos testes e nos exames a solicitar a identificação de variáveis.

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• Correspondem aos grupos ou amostras que não são sujeitos a alterações na variável independente.

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• Os controlos funcionam como referencial, uma vez que os resultados dos grupos experimentais são comparados relativamente ao grupo de controlo.

Controlos experimentais

NOTA: São muito frequentes as questões nos testes e nos exames a solicitar a identificação ou a análise de controlos.

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Identifica as Variáveis em cada questão, sublinha a variável independente, circula a variável dependente e lista 3 variáveis de controlo. Em seguida, escreve uma hipótese.�

1. Como a quantidade de luz afeta o crescimento de uma planta?

• Variáveis de Controlo:
• Hipótese:

2. Como a quantidade de oxigénio na água afeta a população de ostras?

• Variáveis de Controlo:
• Hipótese:

3. Como a quantidade de fertilizante usada num campo afetará o número de minhocas ali encontradas?

• Variáveis de Controlo:
• Hipótese:

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• Os resultados devem ser recolhidos de forma rigorosa.

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• Devem ser, preferencialmente, quantitativos.

Ex.: Taxa de crescimento; taxa de reprodução.

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• Os resultados qualitativos são menos rigorosos, pois dependem do observador.

Ex.: Crescimento bom/mau dos mexilhões.

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• Para aumentar a fiabilidade (credibilidade, consistência) dos resultados, é essencial:

– repetir a experiência e aumentar o número de medições (réplicas);

– aumentar ao máximo a amostra em estudo (valor n) e realizar análises estatísticas (médias, desvio-padrão, etc.).

Resultados experimentais

NOTA: São muito frequentes as questões nos testes e nos exames que envolvem a análise de resultados e a sua fiabilidade.

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• Sumarizam a forma como os resultados apoiam ou contradizem a hipótese inicial.

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• São válidas quando o ensaio mede os efeitos da variável independente.

Ex.: O aumento da temperatura reduz o crescimento dos mexilhões de águas frias.

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• Não são válidas quando a hipótese e o protocolo não são adequados.

Ex.: A salinidade reduz o crescimento dos mexilhões provenientes de águas frias.

(A salinidade não foi usada como variável independente.)

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• A acumulação de conclusões permite elaborar teorias explicativas.

Conclusões

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• Incluem as relações de causa-efeito determinadas.

Conclusões

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Resolver Problema:

Queres determinar os efeitos de um certo fertilizante no crescimento de orquídeas cultivadas na estufa da escola.

Materiais que estão disponíveis incluem: estufa, 100 plantas de orquídeas, água, fertilizantes e solo.

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Queres saber se as orquídeas crescerão melhor com uma concentração fraca de fertilizante, uma concentração média de fertilizante ou uma alta concentração de fertilizante.

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Planifica uma experiência (material, procedimento, avaliação de resultados) para testar o efeito de diferentes concentrações de fertilizante.

1. Indica o Objetivo.
2. Indica a Hipótese:

Exemplo:

As orquídeas crescerão melhor com uma concentração elevada de fertilizante.

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OBJETIVO

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Como planificar uma experiência controlada?

Exemplo:

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As 100 plantas serão divididas da seguinte maneira:

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As plantas serão regadas diariamente.

Durante um período de um mês, as plantas serão medidas para ver quais cresceram mais altas.

Grupo 1: 25 plantas recebem apenas água.

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Grupo 2: 25 plantas recebem pouco fertilizante (fraca concentração).

Grupo 3: 25 plantas recebem uma concentração média de fertilizante.

Grupo 4: 25 plantas recebem muito fertilizante (elevada concentração).

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Grupo de Controlo

Grupo Experimental

Qual é o grupo de controlo nesta experiência?

O grupo de controlo consiste nas 25 plantas que recebem apenas água.

Qual é o grupo experimental nesta experiência?

O grupo experimental consiste nas 75 plantas que recebem várias concentrações de fertilizante.

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Numa "experiência controlada", todas as variáveis devem ser mantidas constantes, exceto a variável que está a ser alterada.

Quais as variáveis que devem ser mantidas constantes nesta experiência?

• Todas as plantas devem receber a mesma quantidade de fluido/água todos os dias.
• Todas as plantas são cultivadas em vasos de tamanho igual.
• Todas as plantas são cultivadas na mesma temperatura.
• Todas as plantas recebem a mesma quantidade de luz solar.

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Qual a variável que está a ser alterada nesta experiência?

A variável a ser alterada é a quantidade de fertilizante recebida por cada grupo de plantas.

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Após um mês de medição das orquídeas, devem obter-se os seguintes resultados:

Grupo 1 (Grupo de Controlo): Cresceu em média 15 cm de altura.

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Grupo 2 (Fraca conc.): Cresceu em média 35 cm de altura.

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Grupo 3 (Conc. Média): Cresceu em média 28 cm de altura.

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Grupo 4 (Alta conc.): Cresceu em média 10 cm de altura.

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A hipótese é apoiada ou refutada por esses resultados?

Foi colocada a hipótese que as orquídeas crescem melhor com uma concentração elevada de fertilizante.

Os resultados obtidos não apoiam a hipótese.

Os resultados refutam a hipótese.

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Após um mês de medição das orquídeas, devem obter-se os seguintes resultados:

Grupo 1 (Grupo de Controlo): Cresceu em média 15 cm de altura.

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Grupo 2 (Fraca conc.): Cresceu em média 35 cm de altura.

​

Grupo 3 (Conc. Média): Cresceu em média 28 cm de altura.

​

Grupo 4 (Alta conc.): Cresceu em média 10 cm de altura.

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Qual a conclusão que se pode tirar com base nesses resultados?

• As orquídeas crescem melhor com uma fraca concentração de fertilizantes.
• Com concentrações médias a altas de fertilizante, o crescimento das plantas é inibido.

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