4. Projetos Práticos de Pesquisa para graduandos de ciências biológicas: Aprendendo estratégias de resolução de problemas sem experimentação animal

Garry C. Scroop - garry.scroop@adelaide.edu.au
Departamento de Fisiologia, University of Adelaide, Austrália

Prólogo

As aulas práticas de fisiologia para graduandos de odontologia, medicina e ciências vêm há muito tempo sendo focadas numa receita tradicional induzida pelos experimentos animais. Essas aulas são elaboradas para fornecer exemplos práticos de fisiologia viva em apoio ao material didático apresentado durante as aulas expositivas e tutoriais. Seus formatos são baseados em protocolos estabelecidos há muito tempo, que tinham por objetivo assegurar que todos os estudantes obtivessem os mesmos resultados esperados. Tal processo de ensino não somente suprime a mensagem científica essencial quanto à variabilidade biológica, mas também ignora a contradição quanto à utilização de resultados obtidos através de experimentos animais para ilustrar a fisiologia humana sendo ensinada em suas aulas e as quais irão formar a base de suas profissões futuras.

Nos últimos anos, muito da nova tecnologia da informação tem sido aplicado para dar uma cara nova a tais aulas práticas, ainda que o princípio inabalável de reforço do dogma estabelecido com experimentos práticos idealizados permaneça. Uma vez que seu resultado é previamente conhecido, a habilidade de tais aulas práticas para a motivação dos estudantes e a equipe de professores é pobre e a reciclagem de resultados dos anos anteriores é uma prática comum entre os estudantes. Tem-se freqüentemente argumentado que tais aulas práticas com animais fornecem estudantes pré-clínicos com experiência essencial quanto ao manuseio de tecidos vivos e órgãos. Mesmo assim, nenhum observador de tais sessões reconhece rapidamente o engano deste argumento. Qualquer experiência é resumida, pobremente supervisionada, freqüentemente confinada entre um ou dois estudantes em uma dada prática de grupo, derivada de espécies incomuns de animais e nunca serão repetidas em suas vidas profissionais.

Para não citar as objeções morais de tais experimentos, as sessões de ensino prático desse tipo oferecidas aos graduandos são uma contradição dos princípios científicos os quais nós, como equipe acadêmica, hipocritamente sustentamos para os estudantes de pós-graduação em nossos laboratórios de pesquisa. De maneira importante, esses experimentos há muito estabelecidos e que conduzem a experimentos animais não fornecem experiências de longa duração para que os graduandos possam utilizar em suas futuras carreiras profissionais.

A maneira avançada 

Enquanto tem havido uma insatisfação antiga quanto ao mérito educacional das aulas do ensino prático tradicional, muito pouco tem sido feito além de tentativas para aumentar seus impactos através da nova tecnologia. Em 1990, decidiu-se no Departamento de Fisiologia da Universidade de Adelaide abandonar a prática de ensino baseada na utilização animal para as aulas práticas, as quais eram dadas para os estudantes do segundo ano de odontologia, medicina e ciências durante muitos anos. A nova idéia era a de fornecer ao estudante através de mídia apropriada o aprendizado de estratégias para solução de problemas.
A mídia escolhida para isso foi uma variedade de projetos de pesquisa, com um semestre de duração, tratando sobre a fisiologia cardiovascular, respiratória, renal e neurológica em humanos. O objetivo dessa iniciativa era o de utilizar um projeto de pesquisa como uma forma de experiência prática para os estudantes aprenderem o método científico de resolução de problemas. 

Essas novas 'aulas práticas' são chamadas, de forma quase deselegante, de Práticas de Projetos de Pesquisa (Research Project Practicals - RPP), onde os estudantes trabalham em pequenos times de pesquisa (de 4 a 8 participantes), elaborando seus próprios projetos e completando-o durante um semestre inteiro. O Departamento oferece toda a infra-estrutura de pesquisa necessária e cada projeto tem a duração de um semestre de treze semanas inteiro, com cada estudante completando dois projetos em dois sistemas fisiológicos diferentes durante um inteiro ano acadêmico.

Elaboração 

No início:

o Os estudantes, com a assistência da equipe geral, montam pequenos grupos e são aconselhados quanto a formação de um time de pesquisa interativo. Para cada time é então designado um dos quatro laboratórios, dentre os quatro principais sistemas fisiológicos: cardiovascular, respiratório, neurológico e renal. O conhecimento do detalhamento prévio do sistema fisiológico particular não interessa, uma vez que o tema central é o de fornecer uma experiência de aprendizado no método científico de resolução de problemas e a experiência de aprendizado fisiológico é coincidente.

o Cada laboratório fornece o equipamento mínimo necessário e espaço para suportar até três grupos de pesquisa em cada sessão prática de quatro horas de duração por semana durante um semestre. O processo real de aquisição de dados é deliberadamente mantido tão simples quanto possível, ainda que necessite empregar a mais moderna tecnologia. Os aspectos técnicos dos equipamentos utilizados, apesar de crítico para estudos de pesquisa de pós-graduação, não deverão ser uma parte significativa do exercício de aprendizado nesse estágio de instrução no método científico. No entanto, cada laboratório deve ser visto como uma unidade independente de pesquisa, apoiando a três grupos com acesso a todos os recursos necessários como equipamentos, software, etc., que são peculiares para aquele sistema fisiológico específico e característico da maioria dos laboratórios de pesquisa.

o Um membro da equipe acadêmica é designado para cada um dos quatro laboratórios para ser o Supervisor de Pesquisa e agir como um mentor para os três grupos de pesquisa em um dado laboratório. Deve-se reforçar continuamente que essas sessões de pesquisa não são 'aulas práticas' no sentido antigo do termo, e o membro da equipe deve adotar uma abordagem de observação. O time de pesquisa do estudante deve ser encorajado a rodar seu projeto e, até onde considerarem razoável, resolverem seus próprios problemas conforme forem surgindo. Há uma Unidade Central de Recursos em separado, conduzida pela equipe geral e servindo aos quatro laboratórios em termos de consumo, fotocópias, submissão de tarefas, manutenção dos dados dos estudantes, etc.

No começo (1ª e 2ª semana):

o O time de pesquisa necessita, primeiramente, decidir sobre um tema para o projeto de pesquisa. O manual que acompanha as sessões do Projeto Prático de Pesquisa lista dez ou mais áreas potenciais de pesquisa em cada um dos quatro sistemas e que podem estar relacionados a infra-estrutura disponível do laboratório. Por exemplo, o Laboratório Cardiovascular concentra-se na medição de somente duas variáveis - taxa cardíaca (utilizando computadores Polar Heart Rate) e pressão sangüínea (Esfigmanômetro Automático impresso em capa dura), ambos sendo medidos clinicamente e portanto de forma apropriada para sua estrutura de carreira. O laboratório permite que essas variáveis sejam medidas em um dos dois estressores cardiovasculares, ou seja, mudança de postura (cabeça para cima ou cabeça para baixo, com ou sem a utilização de inclinação semi-ortostática) ou ciclo de exercício ergonométrico (Monark - onde as cargas de trabalho e as correspondências entre os valores percebidos de oxigênio são bem conhecidos). Cada laboratório possui os arquivos das publicações sobre fisiologia das reações cardiovasculares dentro dessa estrutura básica de estressor, ou seja, ortostase e exercício tanto em computador quanto em capa dura. Esta infra-estrutura então permite que o time de pesquisa de estudantes (com a condução de seu Supervisor de Pesquisa, se solicitado) possa desenvolver uma área de pesquisa e uma proposta de sua própria escolha. Um responsável acadêmico veterano, cuja pesquisa está dentro da disciplina do laboratório (por exemplo, cardiovascular), também estará disponível para consultas feitas tanto pelo supervisor de pesquisa quanto pelo estudante líder do time de pesquisa.

o Uma vez que o time tenha concordado sobre o tema do projeto, os componentes devem preparar e submeter uma Proposta Formal de Pesquisa. Para este fim um formulário de requerimento estará disponível para download a partir do website do Departamento. Este documento de quatro páginas está estruturado como uma solicitação simples de financiamento, apresenta detalhes como Título do Projeto, Resumo do projeto, os Membros do time de pesquisa, as Hipóteses a serem testadas, Objetivos específicos do projeto, Significado do projeto, Base para a proposta de pesquisa, Plano de pesquisa com protocolos dos experimentos e Equipamentos necessários, além dos métodos a serem empregados na análise dos dados. Assinaturas de aprovação dos formulários preenchidos e submetidos são solicitadas a várias pessoas antes que o projeto seja iniciado. Entre elas incluem-se a do estudante líder do grupo (assegurando o consenso do time quanto ao direcionamento da pesquisa), do Supervisor de Pesquisa (assegurando um parecer de tema científico), do Diretor do Centro de Pesquisa (assegurando que os bens consumíveis e equipamentos solicitados podem ser reunidos pelo Departamento), o Perito em Recursos Acadêmicos com habilidade no sistema fisiológico (a fim de dar aconselhamento geral quanto à estrutura do projeto de pesquisa, se necessário) e do responsável pela parte ética. Uma vez que os experimentos são todos baseados em seres humanos, um comitê departamental ético interno é essencial e conecta-se com o Comitê Principal da Universidade para Ética Humana o qual recebe resumos de todos os projetos. Então os estudantes tem que providenciar uma Ficha de Informação para voluntários potenciais, para assegurar a assinatura do voluntário no formulário de consentimento que lhe foi informado tanto por escrito quanto verbalmente. Os estudantes devem anexar sua proposta de Ficha de Informação e Formulário de Consentimento para aprovação pelo responsável pela parte ética. O Formulário de Aplicação de Pesquisa tem um prazo final para submissão na última sexta-feira da segunda semana a contar do início das treze semanas do semestre. Esse prazo final pode ser estendido se houverem problemas detectados nos processos de inscrição, os quais devem ser abordados pelo estudante do time de pesquisa antes que a aprovação final possa ser dada.

Executando o projeto (semanas de 3 a 9): 

o O time de pesquisa experimental recruta pessoas, baseado no poder de análise e utilizando procedimento padrão de recrutamento.

o Os membros do time tornam-se familiarizados com o equipamento (operação, precisão, capacidade de reprodução etc.), com protocolos experimentais e procedimentos, conduzem experimentos piloto e estabelecem os arquivos de dados das pessoas no Excel. Isso pode começar a ocorrer durante a 1ª e 2ª semanas.

o O progresso do projeto segue o método científico básico utilizado em qualquer projeto de pesquisa experimental humana, com a utilização apropriada de controles e protocolos de pareceres científicos experimentais. O aconselhamento quanto a esses procedimentos é fornecido pelo Supervisor de Pesquisa, mas também é tratado no Manual do Curso. Além disso, cópias de Scott e Waterhouse, Physiology and the Scientific Method (1986) são colocadas à disposição para todos os estudantes e tem a leitura recomendada.

o Os estudantes têm acesso a um software de computador apropriado tanto para o acesso a literatura relacionada a pesquisas anteriores e aquisição de dados quanto para o processamento durante todo o projeto.

o O Supervisor de Pesquisa adota uma abordagem gentil de condução/não-interferência, de uma maneira familiar para a maioria dos acadêmicos em suas supervisões de orientação em mestrado ou doutorado. Na verdade, os membros de time de pesquisa rapidamente estabelecem e protegem as questões de propriedade de seus projetos de pesquisas e tornam-se muito comprometidos.

Análise final de dados e preparação da apresentação (semanas 10 e 11):

o Durante este período o time de pesquisa despende muito de seu tempo na finalização dos dados da planilha eletrônica, na realização de análises estatísticas e preparação de tabelas de dados e números para sua apresentação, e do relatório final escrito.

o A apresentação é preparada em arquivo de computador e o Centro de Recursos imprime um pôster colorido no formato padrão para todos os times de pesquisa. Outra vez, este é um procedimento de pesquisa moderno e evita que os estudantes desperdicem um tempo precioso de aprendizado com trabalho de arte-final laborioso.

Avaliação

Avaliação (total de 30 pontos pelo projeto do semestre):

o Há duas avaliações individuais de estudantes no (1) formulário com 600 palavras sobre a Revisão da Literatura de Base (5ª semana do semestre), a qual contribui com 5 dos 30 pontos totais, e um Relatório Escrito final (2) de 3.000 palavras (última semana do semestre- 13ªsemana), preparado no estilo de manuscrito de pesquisa, que contribui com 10 dos 30 pontos. O direcionamento detalhado para a preparação do relatório final é fornecido no Manual do Curso.

o Há ainda dois formulários de avaliação do grupo. Um deles corresponde ao formulário de Avaliação do Colega de Grupo, que ocorre três vezes durante o decorrer do projeto (semanas nº 4, 9 e 13), permitindo que o time de pesquisa dos estudantes monitore suas atuações individuais (total de 5 dos 30 pontos). A outra é a Apresentação do Pôster do projeto e sua Defesa Oral (12 ª semana), contribuindo com 10 dos 30 pontos para a PPP (Práticas de Projetos de Pesquisa).

o Todas as avaliações são agendadas no seu tempo apropriado durante o semestre, e o Critério de Avaliação a ser utilizado pelos examinadores está incluído no Manual do Curso do estudante. 

Avaliação - Vale a pena?

o O conceito PPP foi criticado favoravelmente em um relatório (No. 28, 1994) realizado pela Australian National Board of Employment, Education and Training e publicado em Agosto de 1994. O relatório acompanhou uma visita ao local de discussões entre a equipe e os estudantes. Ele foi identificado como um exemplo de Melhor Prática de Ensino na Austrália, promovendo os princípios do aprendizado efetivo.

o Quando introduzido em 1990, ele era o primeiro entre várias práticas de solução de problemas educacionais na nossa universidade, mas que tem atualmente sido amplamente e de diversas formas permeado através de programas de ensino de graduandos, particularmente de Ciência e de Ciências Médicas.

o A instrução quanto ao método científico de resolução de problemas é o tema essencial das sessões práticas, dado que ela é de enorme valor para as experiências de aprendizado ao longo da vida em qualquer direcionamento de carreira, não considerando a faculdade. De qualquer forma, a Ciência e as Ciências Médicas têm claro que as áreas de fisiologia sistemática formam a base dos projetos de pesquisa dos estudantes, e as experiências associadas na aquisição de dados e nos princípios básicos de análise estatística são aprendidos de maneira que resulte em uma maior retenção da informação. Isto pode derivar do grau de conhecimento do estudante, do projeto de pesquisa e de seus resultados. 

o A posse e orgulho do grupo com relação ao projeto promovem resultados bastante evidentes, e a necessidade de haver um esforço real por parte do time é altamente reforçado.

o Inevitavelmente a concepção do time estimula o desenvolvimento de habilidades inter-pessoais e de comunicação por todo o semestre. A diversidade étnica de nossos grupos de estudantes fornece um benefício adicional à concepção através da promoção das trocas e interações culturais.

o Tanto a equipe acadêmica quanto à de apoio geral aos times de pesquisa também podem ter um grande prazer e uma experiência valiosa através de seu envolvimento nos projetos de pesquisas dos estudantes, e por ver que eles estão crescendo academicamente e alcançando bons resultados.

o O conceito básico de fornecer um veículo adequado à instrução no método científico pode ser aplicado em qualquer disciplina científica, para estudantes primários, secundários ou de nível superior. O conhecimento anterior não é um requisito para o sucesso quanto ao aprendizado da disciplina de resolução de problemas com o método científico. Basta a simples pergunta: "Por que isso é assim?", e o estabelecimento da concepção do projeto dentro dos contrastes de uma dada população de estudantes e da infra-estrutura disponível. 

o Em cada um dos semestres por um período de 2 anos (1993 e 1994) em Adelaide, o mesmo curso no segundo ano de fisiologia (aulas teóricas, tutoriais e o conceito RPP) foi oferecido para turmas com tamanho aproximadamente idêntico (~130 estudantes por turma) de estudantes de Medicina e Ciências. Os estudantes nessas turmas ganharam acesso ao curso de Ciências ou de Medicina na Universidade de Adelaide baseados na pontuação obtida em seu último ano do segundo grau. A pontuação necessária para admissão em medicina é significativamente mais alta do que a para ciências ainda que ambas derivem do mesmo processo de examinação, geralmente baseado na avaliação factual de recall mais do que nas habilidades de resolução de problemas. Não surpreendentemente, as pontuações obtidas pela turma de Medicina em recall factual nas questões escritas do exame sobre Fisiologia em cada semestre foram significativamente mais altas do que as da turma de Ciências. De qualquer forma, a pontuação final para a avaliação RPP, em qualquer dos quatro semestres de estudos, não foi diferente entre as duas populações de estudantes, nem tampouco quanto a questão de resolução de problemas deliberadamente incluída em cada uma das avaliações escritas formais. Este resultado preliminar, acima de qualquer coisa, levanta questões substanciais sobre metodologias educacionais e direcionamento no ensino do terceiro grau. 

Conclusões:

Na melhor das hipóteses, a transição das aulas práticas dos estudantes envolvendo a experimentação animal para aquelas onde a utilização humana voluntária é usada para ilustrar o método científico de resolução de problemas poderia ser justificada com base na indefensibilidade moral da experimentação animal. De fato, e infelizmente sem novidade, o retorno que agora é freqüente ocorreu devido aos professores acadêmicos do terceiro grau reconheceram que o conceito prático do projeto de pesquisa e as metodologias similares de resolução de problemas são muito mais amplas, educacionalmente, do que as sessões didáticas antiquadas. Para aqueles que, como nós, estão comprometidos com a proteção dos animais quanto a exploração humana, teria sido preferível que a mudança tivesse sido estimulada pela conscientização de que a utilização animal para experimentações é completamente errada. Enquanto o resultado vem sendo o mesmo na esfera acadêmica, a falha em realizar a transição moral deixa de abordar a exploração experimental de animais na pesquisa, permanecendo um assunto sem solução neste momento.

Bibliografia

1. Scott, E.M. and Waterhouse, J.M. (1986). Physiology and the scientific method. Manchester University Press, ISBN 0 7 190 2262 2.

2. Scroop, G.C. (1993). Research project practicals in the Department of Physiology. A 16-page in-house publication available from G.C. Scroop, Department of Physiology, University of Adelaide, South Australia 5005.

3. Scroop, G.C. (1993). Research and the scientific method in practical teaching in the biological sciences. Proceedings of the Australian Physiological and Pharmacological Society, 24, 186P.

4. Candy, P.C., Crebert, G. and O'Leary, J. (1994). An inquiring mind. B Science (Physiology). In: Developing lifelong learners through undergraduate education, Commissioned Report No. 28
(ISBN 0644 35349X), National Board of Employment, Education and Training Commission (Australian Government Publishing Service), pp 201-209.

5. Scroop, G.C. (1995). Use of research project practicals and the scientific method to develop problem-solving skills: a new teaching methodology in the biological sciences which does not require the use of animals. In: Animals in Science: Perspectives on their Use, Care and Welfare, Monash University Clayton Campus, Ed. NE Johnston, (ISBN 0 7326 0636 5), pp. 208-214. 

Biografia

Garry Scroop graduou-se médico e está em atuação há mais de quarenta anos, durante os quais vem se engajando em pesquisa básica humana e no ensino, tanto na Austrália quanto no exterior. Durante sua carreira com pesquisa ele publicou artigos em diversos campos como hipertensão, fisiologia fetal, fisiologia do exercício e síndrome da fadiga crônica. Na área do ensino tem atuado principalmente no campo da fisiologia, tanto com estudantes de graduação quanto de pós-graduação nos cursos de Medicina e Ciências. Ele é membro fundador da MAWA Trust (Medical Advances Without Animals) que fornece bolsas de estudos anuais para doutorado para estudantes engajados na pesquisa direcionada na remoção animal da pesquisa biológica. A metodologia educacional é derivada tanto de seu desejo de remover os animais das aulas práticas dos estudantes quanto para educar esses mesmos estudantes no método científico de resolução de problemas como uma estratégia de aprendizado para a vida toda.


Associate Professor Garry C. Scroop, MBBS, MD (Adelaide), PhD (London) 
Department of Physiology University of Adelaide South Australia 5005

tel: +61 8 8303 5331
fax: +61 8 8303 3356
e-mail: garry.scroop@adelaide.edu.au

Endereço atual:
Lung Function Laboratory
Level 7 Outpatients Block
Royal Adelaide Hospital
South Australia 5000