A FORMAÇÃO DE CONCEITOS CIENTÍFICOS ATRAVÉS DE
CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS NO ENSINO DE QUÍMICA
Maria do Livramento GALVÃO DA SILVA1
Ana FRAZÃO TEIXEIRA2
Maria Auxiliadora DE SOUZA RUIZ3
RESUMO
Neste artigo discutiremos a formação dos conceitos de Química, sugerindo como
estratégia pedagógica uma concepção alternativa para o ensino dos conceitos
apresentados na Tabela Periódica de Química, conceitos considerados por parte dos
alunos do Ensino Médio como desnecessários e irrelevantes. A concepção alternativa
proposta neste trabalho estrutura-se por duas vertentes: 1ª) pela necessidade do retorno
às origens do conceito – numa perspectiva histórico/epistemológica; 2ª) e pela
relevância do conceito na vida humana e nas situações vivenciadas no cotidiano. A
noção de formação do conceito aqui apresentada ancora-se nas idéias de Bachelard
(1996) e Mortimer (2000; 2002) numa dinâmica de discussão e reflexão do processo
ensino-aprendizagem dos conceitos de Química.
Palavras-chave: formação de conceitos de Química; concepção alternativa de ensino;
conceitos da tabela periódica.
.*.*.*.*.*.*.
RESUME
Dans cet article nous cherchons discuter la formation des concepts de Chimiques, en
ayant comme stratégies pédagogiques la conception alternative pour l’enseignement des
concepts présentés dans le tableau périodique de Chimiques. Ces concepts sont
considérés par les élèves du lycée comme insignifiants. La conception alternative
proposée dans ce travail est structurés par deux axes : 1) par le besoin de retour aux
origines du concept – dans une perspective historique épistémologique ; 2) par la
relevance basée dans le concept ici présenté, encré dans les idées de Bachelard (1996) et
Mortimer (2000; 2002), dans une dynamique de discussion et réflexions du processus
enseignement-apprentissage des concepts de Chimique.
Mots-clés: formation des concepts Chimique ;
l’enseignement ; concepts de tableau périodique.
conception
alternative
.*.*.*.*.*.*.
1
2
Mestranda do Programa de Pós-graduação do Mestrado em Ensino de Ciências na Amazônia, UEA.
Professoras do Programa de Pós-graduação do Mestrado em Ensino de Ciências na Amazônia, UEA.
de
2
INTRODUÇÃO
Estudos apresentados por Vygotsky (1998) e Mortimer (2000; 2002), sobre a formação
de conceitos, incidem na compreensão que os conceitos se constituem a partir de um
sistema de relações existentes entre o conhecimento do mundo, das interações sociais e
das transformações produzidas pelo homem numa constante construção de
aprendizagens que difere da capacidade de memorização conceitual.
Tais preocupações que incidem na prática pedagógica relacionada ao ensino de
Química, permanecem apoiadas em paradigmas pré-científicos de séculos anteriores.
Essas práticas, criticadas por Bachelard (1996), apresentam-se como noção de obstáculo
epistemológico ao conhecimento científico.
Nesse sentido, destaca-se de maneira inteligente, a necessidade da reflexão filosófica
sobre questões relevantes apresentadas no ensino de Química. E, como ponto de partida,
consideramos alguns aspectos referentes à formação dos conceitos apresentados pelos
elementos que compõem a Tabela Periódica de Química.
A relevância dada a esse conceito de Química, justapõe-se necessariamente pela
constatação do alto índice de insatisfação apresentada por alunos do Ensino Médio que
manifestam em suas argüições, a incompreensão de tais conceitos estudados. Eles
ignoram sua relevância e a importância em suas vidas, contribuindo assim, de forma
negativa para compreensão e formação de conceitos científicos existentes na Tabela
Periódica.
Diante de tais situações expostas, considera-se o questionamento de alguns problemas
que permeiam no ensino de Química e que merecem ser discutidos entre os professores
e pedagogos para redimensionar as propostas pedagógicas e, assim, colaborar com a
formação de alguns conceitos científicos. Dentre eles, destacamos: o que são conceitos
espontâneos e conceitos científicos? Como os conceitos de Química são propostos aos
alunos? Que concepções alternativas são elaboradas pelos educadores para estimular a
aprendizagem de seus alunos de Química?
Essas questões servem de eixo para nortear o processo reflexivo em torno do ensino de
Química, ancoradas pela idéia de Bachelard (1996) no que propõe a formação do
espírito cientifico através de perguntas, estruturando, assim, o problema cientifico.
3
Vygotsky (1998) apresenta em suas pesquisas, que o ser humano passa por dois
processos de formação dos conceitos. O primeiro processo ocorre na fase infantil,
quando a criança em suas experiências cotidianas desenvolve habilidades fora da escola,
em convivência familiar e com outras pessoas. A esse processo, o autor classifica como
formação de conceitos espontâneos e/ou cotidianos, considerados importantes no
processo cognitivo da criança.
O segundo processo apresentado por Vygotsky (1998), diz respeito à formação dos
conceitos científicos, ocorrido na escola, sendo sistematizado por experiências de cunho
científico, com maior grau de complexidade. Se esses conceitos não forem trabalhados
de maneira significativa, não haverá formação de conceitos científicos. Assim, o aluno
permanecerá com idéias do senso comum, idéias espontâneas sem avançar em seus
esquemas mentais que favorecerão o desenvolvimento de outras habilidades. A
construção dos conceitos espontâneos contribui para que o indivíduo desenvolva os
Tabela Periódica, apresentando-se como sugestão, concepções alternativas referentes à
complexidade da formação dos conceitos científicos. As duas vertentes de ensino,
ancoram-se pela abordagem relacionada à historia da ciência – retorno às origens do
conceito – e ao conhecimento por parte do aluno, da relevância e da importância desses
conceitos em sua vida cotidiana.
1. A QUÍMICA A PARTIR DA ELABORAÇÃO DO CONCEITO DA MATÉRIA
Wynn (2002) afirma que uma das cinco maiores idéias da Ciência foi a Lei Periódica,
da Química. Lei que classifica os elementos químicos representados por qualquer tipo
de matéria. A matéria é constituída por unidades básicas compostas por átomos. Nos
átomos há o núcleo que contém nêutrons, sem cargas, e os prótons, carregados
positivamente, e os elétrons, carregados negativamente que habitam numa parte fora do
núcleo.
A Química é uma das responsáveis em estudar a estrutura e as propriedades dos átomos,
a sua combinação e como se dá essa combinação. Durante décadas, os químicos
empenharam-se consideravelmente para descobrir as propriedades desses elementos e
como eles se comportam em condições variadas, fazendo experimentos sobre variadas
temperaturas para verificação reagente entre si e, para elaboração de hipóteses sobre a
natureza desses elementos.
4
Essas verificações se davam através de observações e experimentações dos diferentes
elementos da matéria, durante muito tempo para que se chegasse a uma compreensão da
combinação de diferentes substâncias da natureza humana da matéria – na perspectiva
até mesmo de que qualquer substância fosse simplesmente uma combinação de
elementos universais. Nessas circunstâncias, foi previsto naquela época, que o ouro
poderia ser produzido a partir da mistura nas proporções corretas, de elementos
universais.
Sobre esse aspecto, “o espírito científico proíbe que tenhamos uma opinião sobre
questões que não compreendemos, [...] que não sabemos formular com clareza”
(BACHELARD, 1996, p. 18). O autor apresenta sua crítica em relação à apresentação
por previsões mal estruturadas que permaneceram durante séculos. São idéias
formuladas por pensamentos ingênuos a que ele os denominou como pensamento précientífico, espírito que não foi movido pelo questionamento, mas formulado por
observações empíricas tornando-se então, um obstáculo epistemológico na construção
da Ciência.
Mesmo diante de tantos fracassos em suas experiências, tentando misturar substâncias a
outras para transformação de um elemento em outro, tais experiências contribuíram para
o avanço da Ciência, ajudando a desenvolver novas técnicas científicas e novos
materiais. Muitas dessas experimentações, realizadas pelos alquimistas, serviram para
fortalecer hipóteses mais contundentes para o surgimento da Química.
2. LEI PERIÓDICA E A FORMAÇÃO DE CONCEITOS DA QUÍMICA
Segundo Wynn (2002); Peruzzo (2003) e Vanin (2005), Dimitri Mendeleiev foi um
grande colaborador na elaboração da Tabela Periódica, que posicionava e classificava os
elementos químicos e suas massas atômicas, apresentando-os em filas horizontais, ou
em períodos de massas atômicas crescentes.
Os elementos da coluna vertical representam grupos de elementos cujas propriedades
químicas eram similares. “Segundo a hipótese de Mendeleiev, as propriedades químicas
dos elementos se repetem de um modo periódico, ou, mais especificamente, [...] são
funções periódicas de suas massas atômicas”. (WYNN, 2002, p. 55).
5
As hipóteses de Mendeleiev asseguraram na época, a divergência do “apego rígido” à
hipótese de que as propriedades químicas dos elementos são funções periódicas de suas
massas atômicas, considerando que, nessa época, desconhecia-se o “número atômico”
na Tabela Periódica, que, mais tarde, em sua elaboração moderna foi formulada da
seguinte forma: as propriedades químicas dos elementos são funções periódicas de seus
números atômicos, apresentando então, uma versão corrigida, com um novo formato e
indicação dos números atômicos acima de cada símbolo. Nessa nova elaboração da
Tabela, foram apresentadas, também, alterações no posicionamento de alguns elementos
químicos, chegando a ser, no total, cerca de 112 elementos, aumentando
consideravelmente seu número, desde a época da Grécia Antiga.
Essa abordagem epistemológica está sendo proposta em virtude da necessidade de
apresentação da evolução conceitual e historicidade desses conceitos da Química, pois,
percebe-se no ensino de Química que esses conceitos estabelecidos na Tabela Periódica
ainda encontram-se em sua complexidade como um “obstáculo epistemológico” para
sua compreensão. Sendo considerado no contexto escolar, como um conceito muito
difícil de assimilação, compreensão e utilização por parte dos alunos da Educação
Básica.
Nesse sentido, apela-se para que o professor de Química redimensione sua prática
pedagógica estabelecendo “a respeito de cada noção, uma escala de conceitos,
mostrando como um conceito deu origem a outro, como está relacionado a outro”
(BACHELARD, 1996, p. 22).
Essa explicativa ancora-se pela idéia da superação desse obstáculo de assimilação dos
conceitos da Química manifestados pelos estudantes do Ensino Médio. Essa juventude
necessita de aulas mais significativas, mais contextualizadas com suas necessidades
contemporâneas, co-relacionadas às informações das tecnologias avançadas, com
perspectiva da compreensão global dos fenômenos que lhes são apresentados.
Observa-se que nas aulas de Química, os experimentos, em grande maioria, apresentamse essencialmente por experiências perigosas, aquelas que “estouram” e marcam a vida
dos estudantes, sem causar-lhes aprendizagem, apenas causando-lhes belos sustos. Em
oposição a essas experimentações no ensino de Química, Bachelard adverte,
“interroguei muitas pessoas sobre suas recordações escolares. Pelo menos a metade
6
lembrava-se da explosão em aula de Química” (BACHELARD, 1996, p. 49). Para o
autor, essa lembrança que o adolescente manifesta, explicita a intenção que o mesmo
tem de assustar, de destruir e de prejudicar os outros. Isto é como se fosse um
sentimento de dominação ilustrado pelo fascínio de experiências perigosas.
Porém, para que de fato os conceitos sejam compreendidos, torna-se necessário
despertar o interesse pela experimentação para distinguir os aspectos orgânicos do
fenômeno, favorecendo o “espírito cientifico” do estudante.
3. EVOLUÇÃO HISTÓRICA E RELEVÂNCIA DO CONTEÚDO NO
COTIDIANO: CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS PARA A FORMAÇÃO DOS
CONCEITOS NO ENSINO DE QUÍMICA
Diante de relevantes expectativas em torno do ensino de Química, consideram-se como
alternativas viáveis para a formação de conceitos, duas vertentes que propõem
considerável discussão: a primeira alternativa refere-se pela necessidade de “retorno às
coisas primeiras” buscando em sua “essência” (HUSSERL, 2001), sua origem e
evolução histórica para racionalização do conhecimento, na perspectiva de que a
“Ciência constrói seus objetos, que nunca os encontra prontos [...] um conceito torna-se
científico na proporção em que se torna técnico, em que está acompanhado de uma
técnica de realização” (BACHELARD, 1996, p. 77).
A segunda alternativa diz respeito ao esclarecimento da relevância do conteúdo a ser
estudado na vida do estudante. O aluno precisa compreender como esses conteúdos
estão relacionados à sua vida, ao seu cotidiano, para então, despertar seu interesse pelo
conceito a ser formado.
Desta forma, a Tabela Periódica dos elementos químicos contempla a necessidade de
busca de novas estratégias de ensino, já que, é apresentada por grande maioria dos
estudantes como conteúdo incompreensível e desnecessário de ser estudado. Essa
manifestação dá-se pelo fato dos alunos desconhecerem sua origem, sua evolução e
utilidade em suas vidas. No entanto, “é preciso então reavivar a crítica e pôr o
conhecimento em contato com as condições que lhe deram origem, voltar
continuamente a esse “estado nascente” que é o estado de vigor psíquico, ao momento
em que a resposta saiu do problema” (BACHELARD, 1996, p. 51).
7
Esse problema se manifesta para os alunos da Educação Básica, desde o momento em
que a Tabela Periódica lhes é apresentada como alternativa “memorística”, sem
intencionalidade na assimilação dos elementos que a compõem.
Diante dessa manifestação, cria-se uma perspectiva em torno do ensino de Química.
Sugere-se como primeira concepção alternativa para a formação dos conceitos
explícitos na Tabela Periódica, que os alunos pesquisem sobre sua origem, sua evolução
histórica e até mesmo, busquem descobrir outros elementos até então, não existentes
para ampliação da tabela existente.
Pois, parte-se do pressuposto que, além do aluno aprender e compreender cada elemento
químico, suas massas atômicas e propriedades, ele deve também, compreender seu
processo histórico, sua origem epistemológica, para que possa se interessar pela Ciência
como processo que se constrói gradativamente com o empenho do homem e com o
avanço da tecnologia, para que possa perceber que a Tabela Periódica, assim como
outros conceitos científicos, não surgiram do nada ou da invenção extraordinária de
apenas um homem, em um determinado espaço-tempo histórico, mas que, esses
conceitos estabelecidos na Tabela Periódica ainda estão em construção, que essa tabela
pode ser ampliada e/ou modificada por experimentos bem sucedidos da época atual,
experimentos que podem ser realizados por eles próprios enquanto alunos que se
interessam pela Ciência.
A segunda concepção alternativa que se propõe à formação dos conceitos da Tabela
Periódica apresentados ao ensino de Química, diz respeito ao esclarecimento de que
vários elementos químicos estão presentes no nosso corpo. Esses elementos existentes
no corpo humano são provenientes dos alimentos ingeridos e fazem parte da
composição de substâncias que o organismo humano produz. Alguns desses elementos
apresentam-se em maior quantidade que outros, porém todos eles têm sua total
importância para o bom desempenho do organismo.
Em destaque, os elementos que se apresentam em maior quantidade no corpo humano
são: hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio (PERUZZO, 2003). Eles são
responsáveis pela formação de substâncias que compõem os açúcares, as proteínas, as
gorduras etc., além da formação de água na massa do ser humano. Outros elementos:
sódio, potássio, cálcio, iodo etc., aparecem no corpo humano em quantidades menores,
8
porém são indispensáveis ao bom funcionamento do corpo humano, pois, sua
inexistência contribui para o desenvolvimento de doenças. Quem poderia ter qualidade
de vida sem os componentes do ferro, do magnésio ou do flúor? Eis, portanto, uma
alternativa que deveria ser aplicada ao ensino para a compreensão desses conceitos
estabelecidos na Tabela Periódica.
Os alunos precisam saber, discutir e refletir sobre tais conceitos que estão aprendendo
para fazer a relação
à sua vida cotidiana, aos problemas do dia-a-dia. Se eles
compreenderem que o ferro é responsável pelo transporte de oxigênio no sangue, que o
magnésio desempenha um papel importantíssimo ao funcionamento dos músculos e,
que o flúor reduz a formação de cáries e mantém o esmalte de seus dentes, certamente
perceberão melhor e mais significativamente, seus números atômicos e a função de cada
elemento que compõe a Tabela Periódica. Sua aprendizagem não se manterá restrita
apenas à “memorização” de seus símbolos e ao lugar que ocupa na Tabela.
Desta forma, essa concepção alternativa assegura ao ensino de Química, a formação de
conceitos em todas as dimensões da aprendizagem, conforme sugere Mortimer (2000)
quando se refere à construção do conhecimento através do uso adequado do conteúdo,
de sua contextualização e de seus propósitos de quem os usa para o processo de
construção de seu “perfil conceitual”. Pois, o perfil conceitual de cada indivíduo
constitui-se a partir de esquemas mentais que permitam relacionar suas idéias aos
conceitos científicos (BACHELARD, 1996).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
As discussões e reflexões até aqui propostas nos fornecem elementos de busca de
significado para o ensino de Química, apoiado na formação de conceitos científicos a
partir de “modelos alternativos” que desenvolvam no aluno seu processo de
“enculturação” a partir de seus processos cognitivos (CARVALHO et al, 2004).
A concepção alternativa proposta neste trabalho não se apresenta como uma alternativa
única, eficiente ou inédita, mas consideravelmente importante na formação de conceitos
do ensino de Química. Como educadores, acreditamos que, para que haja aprendizagem,
se faz necessária a reflexão da própria ação de ensinar, e, refletir a própria ação implica
mudança de prática pedagógica, mudança conceitual e atitudinal por parte do educador.
9
Nesse sentido, o ensino de Química clama por novos significados, novos contextos,
nova compreensão do mundo e do ser para o processo de formação de conceitos
científicos.
Concordamos com Carvalho et al (2004) quando diz que “essas mudanças não são
fáceis não é só uma mudada de consciência pontual, mas é preciso romper com um
tratamento ateórico e colocar a Didática das Ciências como uma (re) construção de
conhecimentos específicos sobre o processo de ensino e aprendizagem” (CARVALHO,
et al, 2004, p. 10).
Sendo assim, nossas considerações se direcionam para a necessidade de criação de
situações relevantes no processo de ensino-aprendizagem que desenvolvam nos alunos a
capacidade de observar e explicar os fenômenos científicos a partir de problemas
cotidianos, desenvolvendo suas habilidades e competências durante o processo de
formação dos conceitos científicos, especialmente dos conceitos pertinentes ao ensino
de Química.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BACHELARD, Gaston. A formação do espírito científico: contribuição para uma
psicanálise do conhecimento. Rio de Janeiro, Contraponto, 1996.
BRASILIA. Ministério da Educação, Secretaria de Educação Básica. Orientações
curriculares para o ensino médio: ciências da natureza, matemática e suas
tecnologias: volume 2, 2006.
CARVALHO, A. M. P. (Org). Ensino de ciências: unindo a pesquisa e a prática. São
Paulo: Pioneira Thomsom Learning, 2004.
HUSSERL, Edmund. Meditações cartesianas: introdução à fenomenologia. São Paulo:
Madras, 2001.
MORTIMER, E. Fleuri. Construtivismo, mudança conceitual e ensino de ciências:
para onde vamos? Faculdade de Educação da UFMG, Belo Horizonte, MG, 2002.
MORTIMER, E. Fleuri. Linguagem e formação de conceitos no ensino de ciências.
Belo Horizonte: Editora UFMG, 2000.
NARDI, R.; BASTOS, F.; DINIZ, R. E. da Silva. Pesquisas em ensino de ciências:
contribuições para a formação de professores. São Paulo: Editora Escrituras, 2004.
PERUZZO, Francisco Miragaia. Química na abordagem do cotidiano. São Paulo:
Moderna, 2003.
10
VANIN, José Atílio. Alquimistas e químicos: o passado, o presente e o futuro. São
Paulo: Moderna, 2005.
VYGOTSKY, L. Pensamento e linguagem. São Paulo: Martins Fontes, 1998.
WYNN, Charles M. As cinco maiores idéias da ciência. São Paulo: Ediouro, 2002.