D I S C I P L I N A
Instrumentação para o Ensino de Química II
Autores
Márcia Gorette Lima da Silva
Isauro Beltrán Núñez
RE
VI
SÃ
O
Concepções alternativas dos
estudantes
CONTROLE DA EDIÇÃO DE MATERIAIS - SEDIS/UFRN
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aula
04
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O
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RE
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Apresentação
N
esta aula, abordamos as concepções alternativas dos estudantes no ensino de
Ciências Naturais, consolidadas durante os últimos anos. Alguns autores (POZO,
1993) assinalam que a década de 1980 pode ser considerada como a época das
concepções alternativas, apesar de outros pesquisadores, como Driver (1986) e Viennot
(1979), já sinalizarem para essa questão.
O
A discussão em torno das concepções alternativas tem-se constituído numa linha de
pesquisa dentro da Didática das Ciências Naturais, baseando-se na construção de teorias sobre as
idéias dos estudantes e nos questionamentos teóricos e metodológicos, a fim de não só estudar
as concepções alternativas, como também o que fazer com elas no ensino-aprendizagem das
Ciências (POZO; GÓMEZ-CRESPO, 1998).
RE
VI
Objetivos
SÃ
Assim, em nossa aula serão discutidas características das concepções alternativas, sua
origem e as contribuições das investigações sobre estas para o processo de ensino-aprendizagem
das Ciências Naturais, particularmente da Química.
1
2
3
Diferenciar erro conceitual de concepção alternativa.
Explicar as origens e a natureza das concepções
alternativas sobre os fenômenos químicos.
Discutir a importância do conhecimento das
concepções alternativas dos estudantes no
ensino-aprendizagem de Química.
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As concepções alternativas...
Idéias prévias?
Por que vamos estudar as concepções alternativas? O que elas significam? Quais as
implicações para o ensino? Neste momento da aula, discutiremos esses questionamentos.
SÃ
O
Um primeiro argumento que podemos apresentar se apóia na orientação construtivista
da aprendizagem de ciências, segundo a qual os estudantes constroem seus próprios
conhecimentos na interação de suas estruturas mentais com a informação que recebem do
meio externo e na interação com os outros. Quer dizer, essa construção ocorre quando os
estudantes assistem às aulas, escutam o professor, lêem um texto, observam uma experiência,
interpretando todas essas informações a partir do que já sabem e considerando os componentes
afetivos da sua personalidade. Dessa forma, na aprendizagem construtivista valoriza-se o
conhecimento que os estudantes possuem quando estudam um determinado conteúdo.
RE
VI
Existe um consenso na comunidade da Didática das Ciências sobre a importância das
concepções alternativas para o ensino-aprendizagem das Ciências Naturais. Os professores,
quando ensinam, devem levar em conta o que sabem os estudantes sobre um determinado
objeto de estudo. Uma educação bancária (FREIRE, 1985) na qual se desconhece o que
o estudante sabe, sua cultura, interesses, necessidades, leva à aprendizagem memorística
descontextualizada, pouco relevante para os estudantes, com pouco potencial educativo.
Mas, o que chamamos de concepções alternativas?
Muitas são as denominações utilizadas para os conhecimentos que os estudantes têm
sobre os objetos de estudos das Ciências Naturais. Giordan e De Vecchi (1996) explicam
que inicialmente as concepções alternativas foram chamadas de pré-concepções, erros
conceituais, concepções errôneas, atribuindo-lhes uma conotação negativa.
Há também autores que usam o termo idéias prévias (denominação geral), outros
usam teorias espontâneas, ciências dos estudantes, concepções espontâneas. Chamam
de idéias prévias aquelas que o sujeito constrói para interpretar e explicar eventos
naturais cotidianos; são construções que os estudantes elaboram para dar resposta
às necessidades pessoais de interpretar fenômenos naturais. Tais idéias resultam da
interação com o outro nos cenários socioculturais.
Wandersee, Mintzes e Novak (1994, p. 125) denominam de concepções alternativas
“os produtos da aprendizagem individual dos estudantes, de seu esforço intelectual
para dar sentido e organizar uma visão de mundo”. Uma contribuição importante à
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compreensão das concepções alternativas é exposta por Carrascosa (2005), que distingue
erro conceitual de concepções alternativas.
Erros conceituais: são respostas rápidas, seguras, contraditórias aos
conhecimentos científicos vigentes, amplamente dominadas pelos estudantes
e que se repetem insistentemente.
Concepções alternativas: são idéias que levam aos erros conceituais.
RE
VI
SÃ
O
Isso quer dizer que quando os estudantes cometem erros (em relação ao conhecimento
científico), estes não são exatamente suas concepções alternativas, mas sim uma forma
delas se manifestarem. Apresentamos, a seguir, exemplos que o autor usa em seu artigo.
Figura 1 – Exemplos de erros conceituais, manifestação de concepções alternativas
Nesses exemplos, a concepção alternativa se expressa quando se atribui aos átomos
propriedades “macroscópicas” para explicar o fenômeno.
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As concepções intervêm na identificação da situação, na seleção das informações
necessárias, no tratamento dessas informações para a produção dos sentidos.
(Giordan, 1995)
SÃ
O
Pelos exemplos apresentados, você pode observar que ao estudar a estrutura das
substâncias os estudantes, em geral, não aceitam com facilidade a idéia de que haja vazio
entre os diversos elementos que compõem o ar. Para Giordan e De Vecchi (1996, p. 145),
“a passagem de uma visão contínua para uma descontínua exige um enorme esforço de
abstração e racionalização, assim como o abandono de toda a prova sensorial”. O modo de
conhecimento científico exige, nesse caso, uma mudança radical em relação ao modo de
conhecimento do cotidiano. Para os autores, nesse caso, os estudantes devem abrir mão de
suas experiências sensoriais, rejeitando suas imagens, para conectar-se a um pensamento
abstrato (conceito modelo científico).
Um outro exemplo é com relação ao termo “partícula”. Na linguagem cotidiana, esse
termo refere-se a uma parte pequena e visível de um corpo, enquanto na Química relaciona-se
a átomos, íons, moléculas, que não são perceptíveis pelos sentidos.
RE
VI
Diante da intensificação das investigações didáticas nos últimos anos, observou-se que as
respostas dadas pelos estudantes são semelhantes em diferentes contextos, ou seja, os estudantes
de diferentes contextos, por vezes, compartilham das mesmas idéias sobre os fenômenos. Tal
observação nos leva a pensar na validade dos estudos. Assim, no campo das pesquisas sobre
as concepções alternativas, observa-se que 70% dos estudos são relativos a conhecimentos
da Física, 20% da Biologia e só 10% da Química (Garritz; Trinidad-Velasco, 2003). Sobre os
conteúdos de Química, os estudos preocupam-se com: a mudança química e as reações; as
partículas como átomos e moléculas; o equilíbrio químico; os modelos e representações de
reações químicas; os ácidos e as bases; a combustão; a eletroquímica; o conceito de mol.
O desenvolvimento dos estudos das concepções alternativas dos estudantes tem sido
apoiado pela Psicologia Cognitiva, Psicologia Evolutiva, História das Ciências, Epistemologia
das Ciências, Antropologia, Sociologia, entre outras. Essas áreas de conhecimento revelam
elementos que possibilitam construir analogias e marcos teóricos para compreender a
natureza das concepções alternativas.
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Atividade 1
1
Diferencie erro conceitual de concepção alternativa.
2
Por que é importante para o ensino-aprendizagem de Química o
conhecimento das concepções alternativas dos estudantes?
SÃ
O
As origens das concepções
alternativas
VI
Um primeiro questionamento que podemos fazer é: se as concepções alternativas expressas
pelos estudantes são similares em diferentes contextos, então, qual a origem delas?
RE
Para tentar responder, vamos destacar alguns pontos, entre eles, o fato das pesquisas
na Didática das Ciências Naturais apontarem para a necessidade de se estudar as origens das
concepções alternativas dos estudantes. Nesse sentido, para se trabalhar com as concepções
dos estudantes, como pregam as perspectivas construtivistas, exige-se conhecimento da
natureza e origem dessas idéias.
Observa-se que tem aumentado o número de pesquisas com relação às concepções
alternativas, apesar de ser pouco expressiva a quantidade que procura esclarecer a natureza
e origem dessas concepções.
Para muitos especialistas na Didática das Ciências Naturais, um grande número dessas
concepções tem sua origem na experiência cotidiana, são impregnadas da linguagem
comum, com procedimentos pouco reflexivos e críticos.
Carrascosa (2005) discute as causas mais importantes que, na sua compreensão,
relacionam-se com a origem e a persistência das concepções alternativas. Para o autor,
dentre essas causas estão:
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a) a influência das experiências físicas cotidianas;
b) a influência das linguagem cotidiana (oral e escrita), que usamos no nosso
dia-a-dia, nas nossas relações interpessoais, como também da linguagem dos
meios de comunicação (rádio, TV, cinema, livros etc.);
c) a existência de graves erros conceituais em alguns livros didáticos;
d) as idéias alternativas dos professores;
e) a
SÃ
O
utilização de estratégias de ensino e metodologias de trabalho pouco
adequadas.
A partir de agora, vamos detalhar essas causas.
RE
VI
A influência das experiências físicas cotidianas é oriunda do caráter direto e reiterativo
de experiências do cotidiano, das formas sensoriais, assim como, das maneiras destas
serem interpretadas pelo pensamento cotidiano, o que leva a internalizar, de forma
acrítica, concepções sobre esses fenômenos. Quanto mais as concepções alternativas
estão construídas nas experiências cotidianas de forma acrítica, mais complexos serão os
processos para mudá-las.
Na influência da comunicação verbal, visual e escrita, pode-se sinalizar que os
estudantes se apropriam da linguagem do cotidiano, das linguagens da TV, dos livros etc.
Na linguagem do cotidiano, diversos termos têm um significado diferente daquele que a
Ciência lhe atribui, muito embora algumas palavras usadas pela ciência tenham sua origem
no cotidiano. Com isso, na escola, ao estudarem esses termos sem uma devida orientação,
os estudantes transferem o significado do cotidiano para o conhecimento científico.
Com relação aos livros didáticos, alguns não trabalham a perspectiva de construção dos
conceitos pelas ciências. Neles os conceitos aparecem como algo pronto, com informações
incompletas e, às vezes, constituem graves erros conceituais. Além disso, algumas figuras
ou ilustrações apresentadas em livros didáticos podem levar os estudantes a construir
concepções equivocadas, em relação às explicações científicas.
Por exemplo, Furió (1996) assinala que o ensino tradicional da Química trabalha a
classificação das substâncias como: elementos e compostos; compostos iônicos e
covalentes; metais e não-metais. Segundo o autor, essa classificação leva os estudantes a
formarem concepções alternativas, conduzindo-os a erros conceituais, como:
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n os
elementos são mais estáveis que os compostos;
n os
elementos podem ser encontrados como tais na natureza;
n a única
forma de sintetizar os compostos é a partir dos elementos;
n as
partículas estáveis das substâncias elementares são simples átomos e,
conseqüentemente, as das substâncias compostas são moléculas;
n os
compostos não são substâncias puras e sim misturas;
n existem
três tipos de ligações: iônica, covalente e metálica;
propriedades macroscópicas das substâncias estão determinadas pelo tipo de ligação;
n os
compostos iônicos estão formados por moléculas;
n os
metais estão formados por átomos soltos;
composto é sinônimo da palavra elemento.
SÃ
n a palavra
O
n as
RE
VI
A metodologia utilizada no processo de ensino-aprendizagem constitui também uma das
causas da origem e persistência das concepções alternativas. Nesse sentido, Viennot (1979)
mostrou em sua pesquisa como o ensino difunde muitas concepções alternativas. Quando os
professores veiculam essas concepções não organizam estratégias para questioná-las, uma
vez que têm visão limitada acerca delas, isto é, o domínio do conhecimento científico pelos
professores não é suficiente, o que indica que eles precisam de uma adequada formação
didática para trabalhar as concepções alternativas dos estudantes.
Atividade 2
1
Quais podem ser as origens das concepções alternativas dos
estudantes? Explique usando exemplos.
2
Elabore um texto discutindo as características das concepções
alternativas.
3
Que implicações têm as características que você discutiu na questão
anterior com relação à aprendizagem dos estudantes?
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Características das concepções
alternativas dos estudantes
As concepções alternativas, em geral, são incoerentes com o conhecimento científico.
Nelas estão as bases (ou esquemas mentais) de erros conceituais que os estudantes
manifestam quando resolvem problemas que exigem o conhecimento científico.
O
Oliva Martínez (1999, p. 93) caracteriza a natureza das concepções alternativas na base dos
seguintes princípios: “da estruturação implícita, da diversidade – coexistência; da sistematicidade –
homogeneidade limitada; e o da probabilidade”. Para o autor, as concepções dos estudantes:
caráter implícito (estruturação implícita). Dessa forma, as respostas deles a uma
questão não seriam as concepções em si, mas uma forma destas se manifestarem.
Pode não existir uma correspondência entre as manifestações externas e as
concepções que estão por trás delas;
SÃ
n têm
n podem coexistir com outras concepções diferentes para um mesmo fenômeno (diversidade
VI
– coexistência). Quer dizer, um estudante pode ter diferentes esquemas mentais alternativos
sobre um assunto, os quais competem entre si, face a uma situação dada;
um certo nível de sistematicidade e homogeneidade nos diferentes âmbitos
(sistematicidade – homogeneidade limitada). Quer dizer, as concepções alternativas têm
uma organização específica, diferente das idéias científicas, mas não estão fragmentadas,
de forma incoerente. É um tipo de conhecimento sistematizado, todavia, qualitativamente
diferente da sistematização do conhecimento científico;
RE
n têm
n são
construções do tipo probabilístico (probabilidade). Nesse sentido, o critério de
ativação para um esquema relativo a uma concepção alternativa é uma questão de
lógica probabilística, com certo nível de incerteza no resultado. Assim, como explica
o autor, a resposta de um estudante a uma questão concreta não está sujeita a uma
lógica determinista, fixada previamente à formulação da mesma, e sim é resultado de um
processo de decisão dentre diversos argumentos ou opções que têm o mesmo status.
Vamos retomar os pontos apresentados nesta aula sobre os erros conceituais
serem formas de expressão das concepções alternativas, buscando uma relação com as
características destas. Para tanto, vamos nos apoiar em estudos sobre erros conceituais
dos estudantes de diferentes níveis e contextos, apresentados por Carrascosa (2005) que
resume algumas das características comuns a esses erros, afirmando que:
n se
repetem insistentemente ao longo de diferentes níveis educativos resistindo ao ensino
do conhecimento sistematizado que os contradiz;
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n estão
associados com freqüência a uma determinada interpretação sobre um conceito
científico dado, diferente do que é aceito pela comunidade científica;
n são
respostas expressas de forma rápida, sem dúvidas, com a idéia de que são corretas;
n são
equívocos característicos de um grande número de estudantes e inclusive de
alguns professores.
Atividade 3
O
Um grupo de estudantes opina que a água dos poços, o leite ordenhado, o ar de
uma cidade, como Natal-RN, são substâncias puras. Discuta com outros colegas e:
SÃ
a) elabore um texto com as possíveis origens dessas idéias;
b) diga qual a estrutura das substâncias que pode estar relacionada com
VI
essas idéias.
RE
Aprender “com” e “contra”
P
ara Giordan (1995), faz-se necessário superar o ensino que opera unicamente
“com” ou “contra” as concepções alternativas. A aprendizagem construtivista é
um processo pelo qual o estudante constrói novas representações e pode mudar
suas concepções quando enfrenta situações nas quais sente a necessidade de construir
as novas representações.
O novo conhecimento integra-se às estruturas cognitivas dos estudantes e contribuem
para dar sentido a esse novo conhecimento (assimilação no sentido piagetiano). Mas, as
concepções alternativas em algumas ocasiões podem constituir-se em obstáculos para a
aprendizagem do novo conhecimento.
As concepções alternativas podem ser susceptíveis de:
n aperfeiçoamento,
ou seja, o novo conhecimento integra-se a elas de forma significativa;
n não
serem um marco referencial para explicar e compreender o novo conhecimento,
precisa-se de novas concepções.
Assimilação
Piaget define um campo
semântico referente
à (re)construção
do conhecimento
por “assimilação” e
“acomodação”. Isto é,
pela incorporação de
elementos do entorno
às estruturas cognitivas
do estudante, que se
ajustam, e permitindo o
aparecimento de novos
conhecimentos.
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No primeiro caso, as concepções alternativas possibilitam a construção do novo
conhecimento e são um marco de referência para se explicar em outro contexto. Por exemplo,
os estudantes podem aprender os modelos do átomo e desenvolver uma concepção a esse
respeito que lhes possibilite a compreensão de outros modelos.
SÃ
Concepções alternativas
O
No segundo caso, as concepções alternativas levam a erros conceituais que devem
ser discutidos e refletidos com os estudantes para trabalhar processos de construção
de novos conhecimentos que levem a outras concepções sobre o objeto de estudo. Por
exemplo, estudantes acreditam que na estrutura H+ existe um próton e um orbital “vazio”,
conseqüentemente, na interação H+ + :NH3, o par de elétrons ocupa esse “orbital vazio”.
Marco interpretativo do novo conhecimento
Se aprende
“a partir” dessas concepções “contra”?
VI
Filtro da realidade
RE
Figura 2 – Susceptibilidade das concepções alternativas e o aprendizado
Nos processos de ensino-aprendizagem, o diagnóstico, sua natureza e possível origem
constituem elementos importantes para o professor refletir sobre o papel dessas concepções
nas situações de aprendizagem dos estudantes. Chamamos a atenção para a importância de
serem consideradas na atividade docente; não apenas identificá-las, mas organizá-las no
contexto das atividades com uma determinada intenção.
Leituras Complementares
MORTIMER, Eduardo Fleury. Concepções atomísticas dos estudantes. Química Nova na
escola, p. 23-26, 1995. Disponível em: <http://www.sbq.org.br>. Acesso em: 20 jun. 2006.
O autor apresenta o resultado de uma pesquisa sobre as concepções alternativas de
estudantes para conceitos relacionados ao modelo atômico. Este trabalho revela que há
dificuldade dos estudantes em transitar entre as observações de fenômenos e as explicações
atomísticas, ou seja, em fazer relações entre o modelo atômico e o comportamento da matéria
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nas diversas transformações que sofre. O autor também insere concepções alternativas sobre
a matéria, a atribuição de propriedades macroscópicas aos átomos e sobre a dificuldade de
aceitar a existência de espaços vazios entre as partículas da matéria, sugerindo, por fim,
formas de lidar com essas concepções aos ensinar esses conteúdos.
NÚÑEZ, Isauro Beltrán; NEVES, Luiz Seixas das; RAMALHO, Betania Leite. Uma reflexão em
relação ao estudo da mecânica quântica: o caso do princípio da incerteza. Revista Iberoamericana
de Educación. Disponível em: <http://www.campus-oei.org>. Acesso em: 22 jun. 2006.
VI
Resumo
SÃ
O
Neste artigo, os autores apresentam um estudo que revela diferentes dificuldades de
estudantes universitários com relação ao estudo da Mecânica Quântica e estabelecem as
influências que os livros didáticos podem ter nos sentidos atribuídos pelos estudantes, no
Ensino Superior, a esse conteúdo. Ressaltam a importância de dois conhecimentos chaves
na compreensão da Mecânica Quântica como modelo teórico: a dualidade onda-partícula
e o princípio da incerteza de Heinsenberg. Segundo os autores, é baseado nesses dois
conhecimentos que emanam concepções sobre a matéria, por isso sua importância no
sistema de conteúdos para a formação de profissionais e as implicações no reconhecimento
de modelo de Ciência como resultado de uma construção humana.
RE
Nesta aula, você observou que os estudantes desenvolvem idéias sobre
seu mundo, constroem significados para as palavras que usam na ciência
e desenvolvem estratégias para poder explicar como e por que as coisas se
comportam de uma ou de outra forma. As concepções alternativas são idéias
dos estudantes que podem levá-los a erros conceituais. Assim, o estudo de
tais concepções com relação aos fenômenos químicos constitui um elemento
necessário à compreensão da aprendizagem e dos erros conceituais no estudo
da Química. As concepções alternativas, por sua vez, têm sua origem na
influência de experiências cotidianas, nas diversas linguagens não científicas
que são usuais no contexto sociocultural, nos erros conceituais dos livros
didáticos e nas metodologias de ensino inadequadas. Elas são persistentes, ou
seja, não mudam com facilidade, resistindo, por vezes, a grandes períodos de
construção científica escolar e podendo ser a base de erros conceituais. Sua
caracterização e a sua origem podem fornecer elementos importantes para os
professores pensarem estratégias de ensino-aprendizagem a fim de superar
deficiências na aprendizagem de conceitos científicos.
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Auto-avaliação
2
Aprende-se “graças a” (Gagné), “a partir de” (Ausubel), e “com” (Piaget) e ao
mesmo tempo “contra” (Bachelard) os saberes funcionais que estão na “cabeça
do estudante” (Giordan, 1995).
SÃ
Referências
O
1
Com relação à aprendizagem dos estudantes e suas concepções alternativas,
elabore um texto discutindo a seguinte idéia:
AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia educativa: um ponto de vista
cognoscitivo. 2. ed. México: Trillas, 1983.
VI
CARRASCOSA, Jaime. El problema de las concepciones alternativas en la actualidad
(Parte I). Analisis sobre las causas que la originan y/o mantienen. Revista Eureka sobre la
Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, Cádiz, v. 2, n. 2, p. 183-208, 2005.
RE
DRIVER, R. Psicología cognitiva e esquemas conceptuales de los alumnos. Enseñanza de
las Ciencias, Barcelona, v. 1, n. 4, p. 3-15, 1986.
FREIRE, Paulo. Pedagogia do oprimido. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1985.
FURIÓ, Charles. Las concepciones alternativas del alumnado de ciencias: dos decadas de
investigación: resultados y tendencias. Alambique, n. 7, p. 7-17, 1996.
Garritz , Andoni; Trinidad-Velasco, Rufino. Revisión de las concepciones alternativas de
los estudiantes de secundaria sobre la estructura de la matéria. Educación Química, v.
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GIORDAN, Andre; DE VECCHI, Gerárd. As origens do saber: das concepções dos aprendentes
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Perspectivas, v. 25, n. 1, 1995. Disponível em: <http://www.ides.unige.ch/esp/publi/nuevos_
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12
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MARTÍNEZ, Jose M Oliva. Algunas reflexiones sobre las concepciones alternativos.
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POZO, J. I.; GÓMEZ-CRESPO, M. A. Aprender y enseñar ciencias. Madri: Morata, 1998.
POZO, J. I. Psicología y didáctica de las ciencias de la naturaleza: ¿concepciones
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SILVA, Márcia Gorette Lima; SILVA, Antonia Francimar; NÚÑEZ, Isauro Beltrán. Dos modelos
de mudança conceitual à aprendizagem como pesquisa orientada. In: NUÑEZ; I. B.;
RAMALHO, B. L. (Orgs.). Fundamentos do ensino-aprendizagem das ciências naturais e da
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WANDERSEE, J.; MINTZES, J.; NOVAK, J. Research on alternative conceptions in science.
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