Algumas reflexões sobre o ensino da botânica em ciências agrárias

A botânica não é uma ciência simples, pelas razões antes enunciadas. A prática docente ensinou-me vários princípios e técnicas pedagógicas, muitos deles corroborados pela literatura da pedagogia das ciências biológicas, que reputo de essenciais para otimizar a aprendizagem da botânica no âmbito das licenciaturas s.l. em ciências agrárias. Explicito em seguida.

A) Estrutura de uma UC de Botânica

Uma UC semestral de botânica tem, obrigatoriamente, de decorrer no segundo semestre, de outro modo o material vegetal a utilizar/observar nas aulas práticas é inadequado;
A lições tutoriais com leituras prévias seguidas de sessões interativas com pequenos grupos não são adequadas ao ensino politécnico;
A substituição da organização clássica em aulas teóricas + práticas por lições teórico-práticas também não é uma boa opção porque a repetição de matérias eminentemente teóricas em todas as turmas teórico-práticas é um desperdício dos recursos humanos investidos na docência;
A maior parte das matérias teóricas e práticas não é mutuamente substituível: há temas eminentemente teóricos (e.g. biologia da reprodução e ciclos de vida) e outros a relegar para aulas práticas (e.g. morfologia da folha e do caule);
Ainda assim, a repetição de temas mais complexos nas aulas teóricas e práticas facilita a aprendizagem (Yuan, 2022);
Os programas das componentes teórica e prática devem decorrer em paralelo;
As aulas teóricas e práticas não devem coincidir no mesmo dia;
A carga horária semanal da componente prática deve ser, duas a três vezes superior à da teoria;
As aulas teóricas e práticas não devem ter uma duração superior, respetivamente, a 1h e 2h. Constatei um incremento da fatiga cognitiva em períodos de contacto mais prolongados. A ciência da aprendizagem mostra que a retenção da informação é menor logo no início da aula e, após um breve pico, diminui com o tempo: tem um máximo no intervalo 15-30 min após o início, com um mínimo nos primeiros 15 min (Giles et al., 1982);
Lições mais curtas (e.g. práticas de 1,5 h) têm a vantagem de facilitar a organização do tempo em torno de menos temas, internamente consistentes, aproximação considerada pedagogicamente muito vantajosa (Gobet et al., 2001);
Uma carga horária semanal de 1 h T + 2x1,5 h P, para um total de 14-15 semanas, é suficiente numa introdução à botânica para licenciaturas de 3 anos em ciências agrárias;
Convém que as turmas práticas não ultrapassem os 15-17 alunos – com grupos maiores a atenção dos alunos decai rapidamente. Porém, grandes concentrações de alunos nas aulas teóricas não são um entrave à aprendizagem;
A plataforma Kahoot! é usada há mais de uma década na componente de botânica da UC de Biossistemática da ESAB (Anexo I). Uma metanálise recente mostra que a plataforma Kahoot! tem um efeito positivo na dinâmica da sala de aula, e na aprendizagem e nas atitudes dos alunos (Wang & Tahir, 2020). A repetição espaçada (spaced repetition), i.e., a revisão da matéria dada, promove a retenção da informação, a compreensão conceptual de longo prazo e o desenvolvimento de competências reflexivas (Kang, 2016; Yuan, 2022);
A preparação dos alunos não é compatível com a dispersão de conteúdos por múltiplos documentos de estudo, i.e., o livro de texto acelera, estrutura e consolida a aquisição de saberes – uma UC de botânica não tem por função ensinar a investigar ou a escrever documentos científicos;
A disponibilidade de conteúdos detalhados, por aula, com palavras-chave facilita enormemente a organização do estudo dos alunos;
Uma frase repetidamente citada na bibliografia de pedagogia da ciência, da autoria do psicólogo russo-soviético Lev Vygotsky, resume a estreita conexão entre a aprendizagem e a linguagem: «o pensamento requer uma linguagem e a linguagem carece de pensamento». Portanto, o vocabulário é uma componente crítica da compreensão – a inexistência de um vocabulário rigoroso e consistente prejudica a literacia científica e a aprendizagem (Malatesha Joshi, 2005).
A memorização de termos (etiquetas), incluindo nomes científicos e conceitos associados, é inevitável em botânica. Pese embora o consenso sobre a relevância de aprender a linguagem específica de cada disciplina científica, a importância da linguagem na aprendizagem de ciência é muitas vezes esquecida (Zukswert et al., 2019);
A aprendizagem de um vocabulário sem significância, i.e., as palavras pelas palavras, dificulta a sua memorização e é contraproducente para os objetivos da educação técnico-científica (Gu & Johnson, 1996). A vagueza, a ambiguidade e a polissemia conceptual prejudicam seriamente a aprendizagem (Wong et al., 2020). Os livros de botânica que escrevi no âmbito da coleção Botânica em Português enquadram-se num esforço de clarificação de conceitos de botânica que tenho vindo a desenvolver nas últimas décadas (vd. ponto «Fontes de informação»);
Há um trade-off entre o pormenor da informação transmitida aos alunos e a aprendizagem que poderia ser designado por «armadilha do detalhe». Por conseguinte, é mais vantajoso diversificar os temas do que entrar em detalhes inúteis para um uso da botânica. Por exemplo, em vez de esmiuçar os tipos de folhas compostas ou a estrutura e os tipos de estilete e de estigma, é francamente mais útil para os alunos perceberem as vantagens evolutivas da composição das folhas e a sua utilidade para discriminar taxa, ou o papel do estilete e do estigma na seleção de gâmetas. O detalhe em citologia e anatomia é, por regra, contraproducente em ciências agrárias.

B) Componente teórica

A pandemia mostrou-me que, embora os alunos apreciem a possibilidade de parar, recuar e rever a visualização de lições online, preferem, ainda assim, aulas teóricas de contacto. Vários estudos corroboram esta preferência (Schreiber et al., 2010);
Há uma sobre oferta de informação botânica (e de outras disciplinas científicas) na internet que os alunos são incapazes de diferenciar, por isso as aulas teóricas são essenciais para providenciar contexto, sequência, seleção, foco e detalhes das matérias, e orientar o posterior estudo dos alunos;
A sequência (incremental) de matérias teóricas de botânica (e.g. citologia, histologia, anatomia, estrutura do corpo vegetativo e reprodutivo, biologia da produção, etc.) foi fixada pelos tratados de botânica do séc. XIX, de que é exemplo o de Sachs (1874), e deve ser mantida. Há, porém, uma alteração que me parece pertinente: a anatomia pode ser lecionada por órgão, e não como um todo após a histologia vegetal, como comumente se faz;
Sou de opinião de que a sobrevalorização da citologia, da histologia e da anatomia vegetais em detrimento da morfologia externa, das relações estrutura-função, da sistemática e da botânica económica é contraproducente na formação de técnicos de ciências agrárias. Nas formações em ciências agrárias (e.g. Escola Superior Agrária de Bragança) geralmente existe uma UC introdutória de Biologia que pode e deve absorver os conteúdos de histologia e realizar uma introdução à anatomia vegetal;
As referências, na sala de aula e no campo, às curiosidades botânicas (e.g. plantas carnívoras, revivescentes e psicotrópicas) cativam a atenção dos alunos e facilitam a aprendizagem. Está publicada evidência empírica (Pany et al., 2019);
Os estudantes têm um interesse prático pelo uso das plantas consequentemente nos cursos introdutórios de botânica devem ser feitas referências a plantas de interesse económico (inc. espécies tropicais), à origem das plantas cultivadas (e.g. centros de origem), a síndromes de domesticação (e.g. alterações na biologia da reprodução) e a informação fitotécnica (e.g. comparação dos ciclos culturais e de técnicas de cultivo). Evidência empírica em Uno (2007);
O mesmo acontece com a exaltação do papel da botânica na segurança alimentar [e.g. parentes selvagens das espécies cultivadas (crop wild relatives) observáveis nas visitas de campo] e na conservação da natureza (Drea, 2011);
O ensino da botânica a nível superior tem, porém, de ir além das tipologias de formas, de taxa ou de uso, com a interiorização do chamado pensamento evolutivo (evolutionary thought) porque, como escrevia em 1973 o evolucionista norte-americano de origem ucraniana Theodosius Dobzhansky, «... nada em biologia [e as ciências agrárias são ramos da biologia aplicada] faz sentido exceto à luz da evolução» (Futuyma, 2005; Mayr, 1988). Denison (2012) concretiza, admiravelmente, o valor do pensamento evolutivo em agronomia. Por conseguinte, é recomendável que, continuamente, sejam feitas referências a relações estrutura-função, ao parentesco entre grupos de plantas, e aos processos de domesticação e de coevolução animal (inc. homem-planta), por exemplo;
Ao discutir evolução é necessário insistir junto dos alunos que a complexidade nas plantas não reflete uma realidade teleologicamente ordenada. A Scala Naturae aristotélica está arreigada no ensino da biologia e, para ser justo com o pensamento evolutivo mais atual, o professor de botânica tem a obrigação de a desmistificar. Faço esta discussão na primeira parte do meu livro «A Evolução das Plantas» (Aguiar, 2021a);
Subscrevo um relatório datado de 1995 publicado Botanical Society of America onde se defende que os professores de botânica devem lecionar a planta como «um todo» qualquer que seja a enfase (Mlot & Niklas, 1995);
Para atingir uma «compreensão da planta como um todo» têm de ser aprofundados nas aulas teóricas temas tradicionalmente pouco valorizados nas UC’s de botânica de ciências agrárias – tal é o caso dos meristemas, estrutura do corpo vegetativo das gramíneas e leguminosas, relações forma e função no corpo vegetativo, adaptações dos órgãos vegetativos à perturbação pelo fogo e pela herbivoria, sistemas sexuais e de cruzamento, polinização, desenvolvimento da flor após a polinização, dispersão da semente, a grande árvore filogenética das plantas-com-semente, e referências a plantas tropicais de interesse económico. O ensino da botânica requer uma aproximação mais holística valorizando as suas interações com o ambiente e com o Homem (Uno, 2009);
As alusões às relações estrutura-função devem, então, ser constantes na sala de aula, e começar no corpo vegetativo (e.g. oposição sistema radicular fasciculado v. aprumado na captura de nutrientes e água, suculência dos órgãos vegetativos, funções do pecíolo, da folha composta e do recorte foliar, adaptações do caule ao fogo), prolongando-se à inflorescência (e.g. o porquê da organização das flores em inflorescências), à flor (e.g. funções dos verticilos florais e das variações mais comuns), ao fruto (e.g. estrutura do fruto v. dispersão) e à domesticação (e.g. mimetismo vaviloviano);
A organização sistemática talvez seja o domínio mais volátil da botânica atual, mas este facto não deve ser razão para cristalizar o ensino da botânica sistemática. A aderência aos modernos sistemas de classificação filogenética das plantas é facilitada se forem contextualizados historicamente e se a taxonomia for apresentada como uma ciência de vanguarda da biologia e essencial para compreender a biodiversidade, como hoje de facto é (Costello, 2020; Daly et al., 2012) – a taxonomia é uma megaciência (Schram, 2004);
Três razões justificam a exclusão das plantas de esporulação livre da componente de sistemática: i) são pouco relevantes no funcionamento dos agroecossistemas (com a exceção de alguns sistemas orizícolas tropicais); ii) a carga horária prevista para a UC é escassa; iii) geralmente são abordadas per se nos cursos de biologia;
As gimnospérmicas têm uma grande importância económica em silvicultura por isso fazem parte dos conteúdos de uma UC específica de Dendrologia Florestal.

C) Componente prática

As aulas práticas de 1,5h funcionam muito bem com temas muito precisos e reservando a primeira meia hora para colher material vegetal no campo ou, eventualmente, para uma breve apresentação do(s) tema(s) da aula, sobretudo nos dias de meteorologia adversa;
As práticas de botânica são perfeitas para discutir, refletir e aprender a caminhar. Pese embora as provas dadas, o método peripatético (de peripatoi, caminhar em grego) de aprender enquanto se anda, praticado pela escola peripatética aristotélica, caiu em desuso como método formal de aprendizagem (Murphy & Mannion, 2021);
As visitas de campo, por mais curtas que sejam, aceleram a compreensão da estrutura e da função das plantas, melhoram a performance académica e aprofundam os laços entre os alunos. A corroboração empírica é vasta (Bacon, 2024);
Os mostruários (e.g. talhões cultivados e pomares) de plantas cultivadas, em particular de cereais praganosos, solanáceas hortícolas e rosáceas frutícolas, são muito úteis;
A manipulação de material vivo e a feitura de um caderno de práticas, com colagens legendadas e croquis associados de partes de plantas, são indispensáveis;
Na componente prática, a aprendizagem é, por vezes, mais eficiente se se partir das estruturas mais complexas para as mais simples, por exemplo, da folha e da flor completas para morfologias mais simples, alertando a priori os alunos de que os conceitos de folha e flor completa são artifícios pedagógicos (Aguiar, 2020a);
No caso das estruturas reprodutivas das gimnospérmicas proponho o inverso. Embora as gimnospérmicas tenham precedido as angiospérmicas, a sua biologia/estrutura da reprodução é muito complexa sendo melhor entendida depois de estudada a flor;
É mais importante ajustar a sequência das aulas práticas de sistemática à fenologia das plantas do que as organizar em função das matérias teóricas;
As chaves dicotómicas podem ser trabalhadas na sala de aula prática, pelo menos até à categoria de família. Deve ser concedida a liberdade dos alunos de melhor desempenho prosseguirem até ao género. Aliás, em (quase) todas as turmas um ou dois alunos revelam um entusiasmo particular pelas plantas. Deve ser dada a oportunidade a estes alunos de satisfazerem a sua curiosidade, na aula e fora dela (Hidi & Ann Renninger, 2006);
A descrição morfológica desacompanhada das plantas nas aulas práticas é morosa e ineficiente. No Anexo II encontra-se uma ficha de caracteres por mim desenvolvida para orientar e acelerar a descrição de exemplares vivos e a identificação com chaves dicotómicas (até à família) – com esta ficha conseguem-se examinar 2-3 plantas/h;
A preparação de um herbário com plantas adequadamente etiquetadas emulando os exemplares dos herbários formais é uma prática internacional nas UC’s de botânica por algum motivo. Os herbários de aluno devem reunir mais de 40-50 plantas, incidindo em plantas cultivadas, pratenses e ervas daninhas, na formação agronómica, e em plantas pratenses, arbóreas e arbustivas, indígenas ou cultivadas, nos cursos de ciências florestais. A preparação do herbário é um trabalho para grupos de dois alunos, eventualmente individual, a decorrer fora das horas de lecionação. A colheita de plantas nas regiões de origem dos alunos deve ser incentivada;
A botânica pode prolongar-se nas UC’s fitotécnicas de agronomia e silvicultura através do alargamento do herbário a novas plantas de interesse económico;
É essencial dar a conhecer as fontes de informação florística/taxonómica aos alunos, em particular a plataforma Flora-on e a Flora Iberica, para finda a UC, poderem a profundar os seus conhecimentos;
As apps de identificação de plantas – e.g. Pl@ntNet – estão a evoluir rapidamente e a atingir níveis surpreendentes de precisão (Hart et al., 2023; Rzanny et al., 2024). As apps de identificação de plantas aceleram o conhecimento das plantas e estimulam a aprendizagem nos tempos não letivos (Coşkunserçe, 2024). O seu uso não pode ser sonegado aos estudantes de botânica;
Os bioblitz – avaliação rápida da diversidade de um ou mais grupos taxonómicos presentes numa área geográfica específica durante um período relativamente curto – são um excelente método de introdução à biodiversidade, de partilha de informação e de desenvolvimento de competências taxonómicas (M. J. M. Christenhusz, 2020; Meeus et al., 2023).

D) Síntese

A relevância da botânica nas formações em ciências agrárias é equivalente à da anatomia em medicina ou da matemática numa engenharia física;
As UC de Botânica devem ser construídas sob o princípio de que o conhecimento sobre as plantas dos alunos recém-chegados ao ensino superior é mínimo, frequentemente desvirtuado e que a sua capacidade de as discriminar no fundo verde do coberto vegetal tem vindo e vai continuar a decair;
Porém, é factual, que os humanos têm uma capacidade inata para se relacionarem com o Vivo (Gaekwad et al., 2022; Wilson, 1984). Neste sentido, uma UC estimulante e cientificamente consistente de botânica é fundamental para os alunos desenvolverem um gosto/competências pelo Vivo e pelas ciências agrárias;
A experiência mostra-me que os alunos valorizam e sabem identificar a erudição científica e a cultura geral dos seus professores, e que não apreciam divagações aleatórias, descontextualizadas, na sala de aula;
Os indivíduos compreendem novas experiências e constroem novos conhecimentos de forma incremental, com base em experiências e conhecimentos anteriores, na interação com os outros, em ambientes sociais determinados (John-Steiner & Mahn, 1996). Conhecer factos desconexos de botânica porque assim foram ensinados, em nada contribui para desenvolver competências;
Embora os alunos gostem de sentir que as suas UC’s (e os seus docentes) estão em permanente atualização é importante que esta seja realizada com um nível de dificuldade apropriado e com conteúdos consistentes com os restantes temas da UC e de outras UC’s do curso;
A sedimentação dos conhecimentos de botânica depende da sua recuperação em UC’s posteriores, sobretudo de fitotecnia e de silvicultura especial. O desenvolvimento de uma UC de Botânica deve ocorrer a par com outras UC, uma prática por enquanto incomum no ensino superior português;
Uma UC demora mais de 10 ciclos de ensino a consolidar;
Há muito para inovar no ensino da botânica;
Porém, a motivação é talvez o mais importante ingrediente na aprendizagem a nível universitário, e não só (Williams & Williams, 2011). De facto, a maior causa da variação do período de atenção – e, implicitamente, da densidade da aprendizagem – entre os estudantes está na qualidade do professor e não no formato de ensino (Bradbury, 2016). Em botânica, a motivação passa pelo desenvolvimento de um gosto/entusiasmo pelas plantas, estimulado e mediado pelo professor. Só um professor que ame as plantas é capaz de transmitir esse gosto. A paixão pelo objeto de ensino por parte do professor é a chave da aprendizagem (Bradbury, 2016). Como um dia me disse Santiago Castroviejo, o primeiro coordenador-geral do projeto Flora Iberica, numa memorável visita de campo a Trás-os-Montes na década de 1990, na companhia do dr. Jorge Paiva, «Carlos, lo más importante en botánica es la afición!”.