Environmental Literacy Profile of Pre-Service Biology Teachers Through SSI-STEAM Integrated Learning

Resumo Técnico: Perfil de Literacia Ambiental de Futuros Professores de Biologia Através da Aprendizagem Integrada SSI-STEAM

Problematização
Os desafios ambientais contemporâneos, como a poluição da água e do solo, são fenómenos multidimensionais que exigem cidadãos capazes de avaliar evidências científicas, raciocinar através de controvérsias carregadas de valores e traduzir a compreensão em ação responsável. Embora as abordagens de Questões Sociocientíficas (SSI) e a educação STEAM (Ciência, Tecnologia, Engenharia, Artes, Matemática) sejam reconhecidas individualmente como abordagens pedagógicas eficazes, existem lacunas significativas na literatura. Primeiro, os estudos existentes raramente investigam a integração deliberada de SSI e STEAM dentro de uma única experiência de aprendizagem coerente. Segundo, a evidência empírica relativa à literacia ambiental em contextos SSI-STEAM é amplamente limitada ao ensino secundário e a domínios específicos como a química, com uma ausência notável de dados provenientes de programas de formação de professores de biologia no ensino superior indonésio. Terceiro, a maioria dos estudos mede as dimensões da literacia ambiental de forma isolada, em vez de perfilar os alunos através de todo o espectro das dimensões cognitiva, afetiva, de competência e comportamental simultaneamente. Este estudo aborda estas lacunas analisando o perfil de literacia ambiental de futuros professores de biologia envolvidos num modelo de aprendizagem integrada SSI-STEAM focado na poluição local da água e do solo.

Metodologia
O estudo empregou um desenho sequencial explicativo de métodos mistos envolvendo 40 estudantes de licenciatura em biologia da Universidade Muhammadiyah Makassar, recrutados através de amostragem total. Os participantes participaram num curso de Educação Ambiental estruturado em três etapas sequenciais:

1. Identificação e Enquadramento: Os alunos identificaram questões ambientais locais (poluição da água e do solo) e recolheram amostras, enquadrando-as como questões sociocientíficas que abrangem dimensões biológicas, ecológicas, políticas e morais.
2. Exploração e Design: Os alunos envolveram-se na exploração científica (testes de qualidade da água, análise do solo) e no design de soluções integrando todos os cinco componentes do STEAM. Isto incluiu a engenharia de um dispositivo simples de filtragem de água, o desenvolvimento de meios educativos (artes), a utilização de ferramentas digitais para verificação de informação (tecnologia) e a aplicação de análise matemática a dados quantitativos. Atividades de argumentação baseadas em dados foram explicitamente integradas.
3. Reflexão: Uma fase de reflexão coletiva envolveu apresentações de grupo sobre soluções e materiais de campanha.

Os dados quantitativos foram recolhidos através de um questionário de 40 itens cobrindo cinco dimensões: conhecimento ambiental, consciência e preocupação ambiental, pensamento crítico baseado em SSI, resolução de problemas e tomada de decisão baseada em STEAM, e comportamento e participação pró-ambientais. As respostas foram medidas numa escala Likert de 5 pontos. Os dados qualitativos foram obtidos através de entrevistas semiestruturadas para elaborar os resultados quantitativos. A análise de dados envolveu estatística descritiva para o componente quantitativo e codificação temática iterativa para o componente qualitativo.

Principais Resultados
O estudo gerou uma pontuação geral de literacia ambiental Muito Alta (M = 4,39; 87,7%). No entanto, observou-se uma divergência distinta entre as cinco dimensões:

• Comportamento e Participação Pró-Ambientais: Alcançou a pontuação mais elevada (M = 4,79; 95,75%), classificada como Muito Alta. Os alunos reportaram hábitos fortes na separação de resíduos, redução de plásticos de uso único e uma elevada disposição para participar em atividades de conservação.
• Consciência e Preocupação Ambiental: Também obteve uma pontuação Muito Alta (M = 4,72; 94,5%). Os alunos demonstraram um forte sentido de responsabilidade pessoal e viram a conservação ambiental como uma obrigação social e moral, particularmente no seu papel como futuros professores de biologia.
• Conhecimento Ambiental: Pontuou Muito Alto (M = 4,25; 85,0%). Os alunos demonstraram uma forte compreensão relacional do equilíbrio dos ecossistemas e da ligação entre o estilo de vida e o dano ambiental. Contudo, as pontuações foram mais baixas para tópicos abstratos como mecanismos de alterações climáticas e princípios de gestão de resíduos 3R.
• Resolução de Problemas e Tomada de Decisão Baseada em STEAM: Pontuou Muito Alto (M = 4,24; 84,7%). Os alunos destacaram-se no uso de tecnologia digital e no design criativo de campanhas. As pontuações foram ligeiramente mais baixas para interpretação de dados matemáticos, análise de custo-benefício e gestão colaborativa de problemas.
• Pensamento Crítico Baseado em SSI: Esta foi a dimensão com a pontuação mais baixa, classificada como Alta (M = 3,93; 78,6%) em vez de Muito Alta. Embora os alunos fossem proficientes na verificação de fontes de informação digital (M = 4,62), tiveram dificuldades significativas na análise de questões ambientais utilizando evidências científicas (M = 3,38) e na construção de argumentos baseados em dados (M = 3,45).

Os resultados qualitativos corroboraram estes resultados, revelando que os alunos desenvolveram compreensões contextualizadas sobre a poluição e uma forte identidade profissional como modelos de comportamento ambiental. No entanto, os dados também indicaram que as intenções comportamentais estavam dependentes da disponibilidade de infraestrutura institucional (ex: instalações acessíveis para separação de resíduos).

Principais Contribuições
O estudo oferece três contribuições primárias para a literatura:

1. Perfil Empírico: Fornece um perfil de literacia ambiental matizado e multidimensional de futuros professores de biologia num contexto integrado SSI-STEAM na Indonésia, um grupo demográfico e contexto anteriormente subexplorados.
2. Diferenciação Pedagógica: Demonstra que, embora a integração SSI-STEAM promova com sucesso elevados níveis de envolvimento afetivo, conhecimento e intenção comportamental, não eleva uniformemente todas as dimensões cognitivas. Especificamente, identifica o pensamento crítico baseado em SSI — particularmente a análise de evidências e a argumentação — como a competência mais desafiante de desenvolver dentro de uma única intervenção de curso.
3. Implicações Curriculares: Os resultados oferecem uma agenda baseada em evidências para o fortalecimento curricular, sugerindo que as futuras implementações de SSI-STEAM devem incorporar o suporte (scaffolding) de argumentação explícito e estruturado para colmatar a lacuna entre os elevados resultados comportamentais/afetivos e os resultados de pensamento crítico "Altos" (em vez de "Muito Altos").

Significado e Alegações
O artigo alega que a integração SSI-STEAM é um modelo pedagógico produtivo para o desenvolvimento de múltiplas dimensões da literacia ambiental que se reforçam mutuamente. O estudo postula que a integração da orientação deliberativa de SSI com a orientação de design de STEAM cria uma amplitude de desenvolvimento de literacia que nenhum dos quadros conseguiria gerar de forma independente.

Os autores afirmam que a divergência observada nas pontuações reflete a estrutura hierárquica bem documentada do desenvolvimento da competência SSI, onde a verificação de fontes é um ponto de entrada acessível, enquanto a análise sistemática de evidências e a argumentação requerem prática extensa e estruturada. Consequentemente, o estudo conclui que, embora a intervenção atual tenha sido amplamente eficaz, as iterações futuras devem priorizar a instrução explícita de argumentação para elevar o pensamento crítico para a categoria "Muito Alta".

O estudo reconhece limitações, incluindo a dependência de dados de autorrelato (potencial viés de desejabilidade social), a falta de um grupo de controlo pré-teste/pós-teste (limitando a atribuição causal) e a amostra de uma única instituição (limitando a generalização). Apesar destas restrições, os autores sustentam que os resultados afirmam a utilidade da integração SSI-STEAM para conectar o conhecimento científico, o raciocínio social e a ação ambiental criativa na formação de professores de biologia.