PERFIL CONCEITUAL DE EQUAÇÕES APRESENTADO POR ALUNOS DO ENSINO MÉDIO NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS QUÍMICOS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ensino de Química

Autores

Freitas, A.C.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA) ; Weber, K.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA)

Resumo

Dentre as estratégias abordadas para o Ensino de Química a identificação de zonas de perfis conceituais que tem como objetivo a tomada de consciência por parte de professores e alunos sobre os diferentes modos de pensar. Categorizou-se as zonas de perfis conceituais de equações expressas por alunos do Ensino Médio de duas escolas do estado da Paraíba a partir de questionários envolvendo situações-problema. Utilizando esta ferramenta foi possível definir as categorias de perfis conceituais de equações que os alunos permearam e estes resultados podem auxiliar na busca de metodologias alternativas no ensino-aprendizagem em Química, especialmente no que se refere à utilização da matemática para a compreensão da Química.

Palavras chaves

Ensino de Química; Perfil Conceitual; Equação

Introdução

Como forma de buscar novas metodologias alternativas para a melhoria do processo de ensino-aprendizagem no que tange a conteúdos químicos e sua cientificidade este trabalho se propõe identificar zonas do perfil conceitual de equações utilizadas por alunos, e com base nestas, diagnosticar e auxiliar na compreensão das divergências entre professores e alunos, especialmente no que se refere à utilização da matemática para a compreensão da Química. Baseando-se nas ideias de Bachelard, Mortimer (1994, 1995a, 1995b, 2000) desenvolveu a noção de perfil conceitual. Na teoria de Mortimer, há distinção entre as características de uma investigação teórica de cada elemento e epistemológica de cada zona do perfil. Consequentemente, a noção de perfil conceitual aparece como uma concepção de que é possível utilizar variados modos de pensar, em vários contextos, e que cada conceito pode surgir com diferentes expressões e perfis. Cada zona em um perfil conceitual oferece uma forma de ver o mundo que é única e diferente de outras zonas. É como se olhássemos para o mundo através de lentes que mostram toda a realidade de uma forma específica. (MORTIMER, p.478, 2001). Sendo assim, como modelo teórico desenvolvido por Mortimer (1994), define que modelos com múltiplos significados poderiam ser alvo da elaboração de um perfil conceitual. Partindo de todos esses eixos norteadores, o perfil conceitual é um ponto determinante deste trabalho, pois se fundamenta como um instrumento profundo para a concepção de estratégias de ensino e aprendizagem, uma vez que auxilia no entendimento de múltiplos conceitos abordados durante as aulas de Química (COUTINHO, p.116, 2007). Seguindo o modelo teórico desenvolvido por Mortimer (1994), Ribeiro (2013) propôs um trabalho que permitisse identificar diferentes significados do conceito de equação. Em um estudo anterior, o autor identificou diferentes definições para o conceito de equação (RIBEIRO, p.62, 2007), denominando-os Multissignificados de Equação. Ao analisar toda estrutura epistemológica e histórica, o autor consegue identificar algumas categorias iniciais, tais como pragmática; intuitiva; geométrica, dedutiva, estrutural e generalista (RIBEIRO, 2007). Ainda em continuidade ao seu trabalho, ao desenvolver um estudo didático, Ribeiro constatou novos significados para o conceito de equação, dividindo em categorias, sendo elas conjuntista; processual; tecnicista e axiomática (RIBEIRO,p.27, 2007). Esta última categoria surge de análises do trabalho publicado por Chevallard (1991), para quem a equação não é uma noção matemática e que não pode ser entendido como um saber a ser ensinado. Como fora dito inicialmente, através de alguns resultados de Barbosa (2009) e Dorigo (2010), houve a construção de categorias que são apresentadas na Figura 1. Esta abordagem foi proposta de modo a inserir, em um determinado contexto, equações matemáticas utilizadas em Química, para, assim, fazermos uma breve análise de como tais indivíduos veem, imaginam e atribuem significado ao mundo em que vivem. Ressalta-se a importância deste trabalho, pois há poucos dados reportados na literatura abordando a identificação do perfil conceitual de equações utilizadas em Química. Objetivo Identificar perfis conceituais de equações matemáticas utilizadas em Química por um grupo de alunos do segundo e terceiro ano do Ensino Médio ao resolver situações-problema.

Material e métodos

A presente pesquisa caracteriza-se como qualitativa, pois pretendemos compreender um grupo social, tendo como principal objetivo produzir informações aprofundadas e esclarecedoras: sejam elas em pequena ou grande escala (CHIZZOTI, p.22, 1991). Inicialmente, fez-se um levantamento com o auxílio do livro didático utilizado nas escolas e assim ficaram evidenciados os assuntos que as turmas deveriam ter estudado até o momento para a elaboração de situações-problema que permitisse categorizar as zonas de perfis conceituais de equação propostas por Ribeiro (2013). Os questionários com as situações-problemas foram elaborados com a intenção de fundamentar e discutir questões observadas no referencial teórico deste trabalho. Uma das situações remete ao significado intuitivo-pragmático, e, a outra, relacionada ao significado processual-tecnicista (RIBEIRO, p.69, 2013), dos quais tratamos adiante. Os questionários foram aplicados a quatro turmas do 2º ano do Ensino Médio (turno da manhã) da Escola A, localizada no centro de João Pessoa, abrangendo um total de 116 alunos e 126 alunos de quatro turmas de 2º ano e de 3º ano da Escola B, situada no interior da Paraíba, na cidade de Pedro Régis.

Resultado e discussão

As situações-problema, a mesma aplicada aos professores percebe-se uma acentuada mudança na estrutura das equações e como os alunos tentaram resolver das mais variadas formas e como isso se diferencia entre as escolas A e B. A Figura 2 traz as equações desenvolvidas pelo aluno “A”, o único aluno da Escola A e algumas respostas obtidas pelos alunos da Escola B (Alunos "B", "C", "D" e "E"). Vale destacar que, para esta escola, aproximadamente 95% tentaram buscar o resultado. Ressalta-se que os alunos da Escola A não tiveram nenhuma ajuda quanto às fórmulas e estilos de resolução das questões, diferentemente dos alunos da Escola B que tiveram algumas fórmulas químicas fornecidas pelo professor, justificando a diferença da quantidade de alunos que tentaram resolver de uma para a outra. Abaixo é descrita a situação-problema 1, utilizada no questionário aplicado em sala de aula. Situação-problema 1: Durante a aula, uma aluna se sentiu mal e foi levada à enfermaria. Ao chegar lá, foi informada que estava desidratada e necessitava tomar um soro. No entanto, não havia o produto hospitalar e a enfermeira precisou preparar uma solução de soro caseiro. Sabendo que a concentração de soro deve ser de 0,154 mol/L em um volume de 100 mL (0,1 L), qual a massa de NaCl (MM= 58,5 g/mol - “sal de cozinha”) a enfermeira deveria pesar para obter a concentração esperada? A situação-problema 1 remete a um significado intuitivo-pragmático, pois a equação surge de uma situação que pode ser encontrada no cotidiano (pragmático) e pode ser tratada numericamente, utilizando-se de conhecimentos já adquiridos pelos indivíduos (intuitivo), além dos dados informados (RIBEIRO, p.69, 2013). É possível observar as variações de uma resolução para outra. Para o Aluno A, observando a tentativa de organização dos dados, sem utilização de uma fórmula química, apenas pelo método aritmético e sem priorizar as unidades quando destaca a resposta, mesmo com a tentativa, o aluno não chega à resposta final. A equação utilizada pelo aluno é categorizada como pragmática (Figura 1), pois admite uma noção primitiva de equação e busca somente pela solução aritmética (RIBEIRO, 2013). A partir da resposta do Aluno B, percebe-se, então, a divergência entre uma equação e outra, e que perpassa às outras respostas, o que fora imaginado desde o início do projeto deste trabalho. Entretanto, é possível notar, mesmo que levemente, uma distinção entre as respostas e como elas foram organizadas. Inclusive, o Aluno D chega à resposta correta (aproximadamente 0,90 g) e em seguida utiliza outra equação para chegar a um resultado incompreensível. O Aluno E utiliza uma sequência de equações não atribuindo corretamente unidades e nem uma lógica pré-definida. O perfil desses alunos inclui-se na categoria processual e em alguns momentos, como o aluno D e E a categoria possível é a aplicacional (Figura 1). Estes dados corroboram com os dados de Dorigo (2010) que apresenta a divergência entre os significados das equações e levando a composição do que foi chamado de Multissignificados de Equação (RIBEIRO, p.77, 2013). A segunda situação-problema proposta está mais próxima do significado processual-tecnicista, uma vez que a equação está relacionada aos processos e técnicas de resolução e de busca pela resposta da situação (RIBEIRO, 2013). Assim, em sua essência visa predominar apenas a resolução da questão de forma técnica e literal. Nesse contexto, é perceptível a variedade de respostas, que consegue ser maior ainda do que para a situação-problema 1 e será descrita a seguir. Situação-problema 2:Uma pessoa usou 34,2 g de açúcar para adoçar seu café. O volume de café que foi adoçado na xícara foi de 50 mL (0,05 L). A concentração molar de açúcar expressa em mol/L no cafezinho foi de: Dados: MM açúcar= 180 g/mol. Mesmo ao ser elaborada uma situação que se aproxima do significado intuitivo-pragmático, os alunos investigados tentaram escrever uma equação para o problema e encontraram soluções por meio de alguma técnica algébrica, sendo categorizada, conforme Figura 1, em estrutural para todos os alunos ("F", "G", "H", "I", "J" e "K") conforme a Figura 2.

Resolução das Situações-Problema pelos alunos da Escola A e Escola B.


Categorias de perfis conceituais de equações relacionadas às originárias e sua breve descrição.

Conclusões

De acordo com a resolução dos alunos para a situação-problema, tornou-se possível a análise de equações a fim de categorizá-las de acordo com o perfil conceitual de equações. As respostas dos alunos tiveram divergências, permeando entre as categorias para o perfil conceitual de equações estrutural, processual, aplicacional e pragmática. Podemos associar essas divergências através do modo que o aluno vê o mundo e como isso também afeta a sua forma de resolução de problemas. Muitos desses alunos estão inseridos em contextos diferentes como aqueles que vivenciam o dia a dia em uma escola pública da capital da Paraíba enquanto a outra encontra-se longe deste conjunto, podendo ocasionar as discordâncias encontradas neste trabalho. Percebe-se a diferença entre algumas equações e com isso a possibilidade de abrirmos caminho para discussões acerca da diversidade existente nesta área, pois muitos alunos desenvolveram técnicas e fórmulas diferentes de outros colegas do mesmo espaço, indicando que novas abordagens e metodologias devam ser inseridas para que conflitos possam ser abrandados ou resolvidos.

Agradecimentos

Ao Programa Residência Pedagógica pelo suporte durante a atuação nas escolas. À CAPES e CNPq pelas bolsas concedidas e à Universidade Federal da Paraíba pela oportunidade durante a vivência acadêmica.

Referências

BARBOSA, Y. O. Multisignificados de equação: uma investigação sobre as concepçõesde professores de Matemática. 2009. 196 f. Dissertação (Mestrado em Educação Matemática) – Universidade Bandeirante de São Paulo, São Paulo, 2009.
CHEVALLARD, Y. La transpositiondidactique. Grenoble: La PenséeSauvage, 1991.
CHIZZOTI, A. Pesquisa em ciências humanas e sociais. São Paulo: Cortez, 1991.
COUTINHO, F. A.; MORTIMER, E. F.; EL-HANI, C. N. Construção de um perfil conceitual para o conceito biológico de vida. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 12, n. 1, p. 115-137, 2007.
DORIGO, M. Investigando as concepções de equação de um grupo de alunos do ensino médio. 2010. 137 f. Dissertação (Mestrado em Educação Matemática) – Universidade Bandeirante de São Paulo, São Paulo, 2010.
MORTIMER, E. F. Evolução do atomismo em sala de aula: mudança de perfis conceituais. São Paulo, Faculdade de Educação da USP. (Tese, Doutorado). 1994.
______________. Addresing obstacles in the classroom: an example from theory of matter. Paper presented at European Conference on Research in Science Education, Leeds, U. K., 07 a 11 de abril de 1995a.
______________. Conceptual Change or Conceptual Profile Change? Science and Education¸ 4, 267-285. 1995b
______________. Linguagem e formação de conceitos no ensino de ciências. Belo Horizonte: Ed. UFMG. 2000
______________. Perfil conceptual: formas de pensar y hablaren las clases de ciencias. Infancia Y Aprendizaje, 24 (4): 475-490. 2001.
RIBEIRO, A. J. Elaborando um perfil conceitual de equação: desdobramentos para o ensino e a aprendizagem em matemática. Ciência & Educação, v. 19, n. 1, p. 55-71, 2013.
_____________. Equação e seus multisignificados no ensino de matemática: contribuições de um estudo epistemológico. 2007. 144 f. Tese (Doutorado em Educação Matemática) – Pontifícia Universidade Católica, São Paulo, 2007.