UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO EM ENSINO DE CIÊNCIAS
EVOLUÇÃO CONCEITUAL DE ESTUDANTE DE
ENGENHARIA SOBRE SUBSTÂNCIA QUÍMICA
SUELY DE MEDEIROS ONOFRIO GAMA
Orientador: Prof. Dr. Tomás Noel Herrera Vasconcelos
Dissertação apresentada ao Mestrado em
Ensino de Ciências, da Universidade Cruzeiro
do Sul, como parte dos requisitos para a
obtenção do título de Mestre em Ensino de
Ciências.
SÃO PAULO
2014
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA
FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA
BIBLIOTECA CENTRAL DA
UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
G178e
Gama, Suely de Medeiros Onofrio.
Evolução conceitual de estudante de engenharia sobre
substância química / Suely de Medeiros Onofrio Gama. -- São
Paulo; SP: [s.n], 2014.
75 p. : il. ; 30 cm.
Orientador: Tomás Noel Herrera Vasconcelos.
Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em
Ensino de Ciências, Universidade Cruzeiro do Sul.
Acompanha CD com anexos.
1. Educação em engenharia 2. Ensino de química 3. Processo
de ensino-aprendizagem. I. Vasconcelos, Tomás Noel Herrera. II.
Universidade Cruzeiro do Sul. Programa de Pós-Graduação em
Ensino de Ciências. III. Título.
CDU: 37:62(043.3)
UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
EVOLUÇÃO CONCEITUAL DE ESTUDANTE DE
ENGENHARIA SOBRE SUBSTÂNCIA QUÍMICA
SUELY DE MEDEIROS ONOFRIO GAMA
Dissertação de mestrado defendida e aprovada
pela Banca Examinadora em 20/02/2014.
BANCA EXAMINADORA:
Prof. Dr. Tomás Noel Herrera Vasconcelos
Universidade Cruzeiro do Sul
Presidente
Profa. Dra. Carmem Lúcia Costa Amaral
Universidade Cruzeiro do Sul
Profa. Dra. Silvia Maria de Paula
Universidade São Judas Tadeu
A ARTE DE PENSAR
Pensei um pensamento,
Voltei no tempo.
Voltei!
Não para buscar o momento,
Mas para sentir o vento.
Encontrei!
E lá estava eu...
Lá estava tudo.
Pensei!
Pasmo, quase mudo eu percebi.
Pois nem boca eu tinha para falar,
Que meu pensamento lá estava.
E eu aqui!
Notei não pensar com meu corpo,
Estranho, mas não precisava dele,
E que nele, também eu podia
Pensar!
Meu corpo ficou na cama.
Eu vaguei em pensamento.
Então o próprio vento,
Fui novamente sentir!
Como? Sem corpo? Sentir?
Bem, foi só em pensamento!
Eu acho...
Celito Medeiros
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho àqueles que mesmo estando longe, estão tão
próximos e presentes na minha vida.
Àquele que soube me compreender e soube esperar pelos poucos
momentos, que juro, foram de muita dedicação, meu filho.
Dedico também ao meu marido que me ajudou me apoiando nesta
jornada.
Dedico à minha amiga Profa. Dra. Silvia Maria de Paula que além de me
auxiliar nas horas que estava mais perdida, sempre se mostrou leal a mim.
Dedico à minha grande amiga Profa. Dra. Marise de Barros Miranda,
que além de uma excepcional profissional, como minha chefe soube me
compreender e permitir que me ausentasse durante alguns períodos para
conseguir finalizar minha dissertação.
Especialmente à minha amiga, que cuidou da casa, da minha família e
de mim mesma, a grande Luísa, pois sem ela jamais poderia estudar e pôr em
prática toda minha aprendizagem e passar por todas as dificuldades que tenho
passado.
Dedico também aos Professores Dr. Fabio Jose Esper e M. Carlindo
Baeta de Oliveira, por serem meus amigos e me apoiarem sempre que precisei.
Por fim e não de menor importância, pois sem ela eu não existiria,
dedico este trabalho à minha mãe.
AGRADECIMENTOS
Ao meu querido orientador, Prof. Dr. Tomás Noel Herrera Vasconcelos,
que apesar de tão alto conhecimento teve uma atenção exemplar para com
minha pessoa, sabendo me entender e compreender meu tempo e ter toda
paciência pelos meus erros e sempre ter uma palavra de esperança e carinho
para me dar. Por ser uma das pessoas mais capazes e ao mesmo tempo mais
simples e educada que já conheci em toda minha vida.
Agradeço à minha grande amiga Prof. Dra. Marise de Barros Miranda,
simplesmente por ser minha melhor amiga e sempre confiar em mim, me
apoiando.
Agradeço ao Prof. Dr. Leonardo André Testoni e a Profa. Dra. Silvia
Maria de Paula por me ajudarem nesta dissertação.
A todos os meus amigos do programa de mestrado em ensino de
ciências e matemática da Universidade Cruzeiro do Sul em especial aos meus
parceiros da química, Alexandre De Souza e Jobert De Oliveira Neves.
A todos os meus amigos do Centro Universitário Estácio Radial e do
Centro Universitário FMU.
GAMA, S. M. O. Evolução conceitual de estudante de engenharia sobre
substância química. 2014. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências)–
Universidade Cruzeiro de Sul, São Paulo, 2014.
RESUMO
Esta pesquisa teve como objetivo identificar as concepções dos estudantes de
engenharia sobre o conceito de substância e mistura, com o propósito de originar
uma possível mudança das mesmas e sua utilização no processo de ensinoaprendizagem de química. Nasceu das dificuldades dos alunos em relacionar
conceitos químicos ao dia a dia do profissional da engenharia sem perder a
motivação de seguirem em frente. O trabalho tem como alicerce a análise de
observações feitas ao longo de um trabalho de 10 meses com duas turmas de
engenharia, uma de civil e outra de ambiental em um tradicional Centro Universitário
da região central da cidade de São Paulo. Para isso foram desenvolvidas, atividades
que compõem uma proposta de sequência didática que auxiliou alunos a passarem
da zona atual de conhecimentos para um nível superior conhecido como zona de
desenvolvimento proximal, onde, segundo Vygotsky, altera seus conceitos prévios,
servindo de recursos durante o processo de ensino-aprendizagem de química.
Como ferramenta de coleta de dados, utilizamos questionários antes e depois do
desenvolvimento da sequência didática. Os resultados mostraram que houve uma
mudança na significação dos conceitos sobre ‘substância’ e ‘mistura’ após a
aplicação da sequência didática. Essa alteração favoreceu a compreensão e
desenvolvimento da disciplina de Química Geral nos cursos de engenharia.
Palavras-chave: Educação em engenharia, Ensino de química, Conceito de
substância, Concepção de ciência, Processo de ensino-aprendizagem.
GAMA, S. M. O. Conceptual evolution of engineering student on chemical. 2014.
75 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências)–Universidade Cruzeiro de Sul,
São Paulo, 2014.
ABSTRACT
This research aims to identify the conceptions of engineering students on the
concept of substance and mixture, in order to give a possible change to them and
their application in chemistry teaching-learning process. It originated of students have
in relating chemical concepts to the engineering professionals routine without losing
the motivation to move forward. The research is based on analysis of observations
made over a 10-month working with two groups of engineering a civil and
environmental another in a traditional University Center in the central region of São
Paulo. For that activities that compose a proposed instructional sequence that helps
students to pass the current area of knowledge to a higher level known as zone of
proximal development were developed as a methodology which according to
Vygotsky change their preconceptions, serving as a resource for chemistry teaching
and learning. As a data collection tool, we used questionnaires before and after the
development of a didactic sequence. The results showed that there was a shift in the
significance of the concepts of 'substance' and 'mix' after applying the instructional
sequence. This modification attempts to be favorable in understanding and
development of the general chemistry discipline in engineering courses.
Keywords: Engineering education, Chemistry teaching, Concept of substance,
Conception of science, Teaching-learning process.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1
Esquema mostrando os tipos de materiais – Adaptado:
Fundamentos de Química Geral – Hein e Arena (1998). ................... 19
Quadro 1
Relação de Temas da Disciplina de Química Geral Correlacionadas
às Subáreas da Engenharia Civil. Fonte: adaptado de Alencar et al
(2006). .................................................................................................... 17
Quadro 2 Descrições das categorias para o conceito de Substância. Fonte:
Tavares (2009, p. 1010) ........................................................................ 35
Quadro 3 Modelo de Questionário Prévio. .......................................................... 42
Quadro 4 Modelo do primeiro Questionário Posterior. ..................................... 44
Quadro 5 a Modelo do Segundo Questionário Posterior ..................................... 45
Quadro 5 bModelo do Segundo Questionário Posterior ..................................... 46
Quadro 6 Tabulação da 1ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil. ............................................................. 58
Quadro 7 Tabulação da 1ª questão do 2º questionário posterior aplicados aos
alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária. .................... 60
Quadro 8 Tabulação da 2ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil. ............................................................. 61
Quadro 9 Tabulação da 2ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária. ................................ 62
Quadro 10 Tabulação da 3ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil. ............................................................. 64
Quadro 11 Tabulação da 3ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária. ................................ 64
Quadro 12 Tabulação da 4ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil. ............................................................. 65
Quadro 13 Tabulação da 4ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
de Engenharia Ambiental e Sanitária. ................................................ 65
Quadro 14 Tabulação da 5ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil. ............................................................. 66
Quadro 15 Tabulação da 5ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária. ................................ 67
LISTA DE TABELAS
Tabela 1
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto à faixa
etária ...................................................................................................... 39
Tabela 2
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto ao
sexo ....................................................................................................... 39
Tabela 3
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto ao
estado civil ............................................................................................ 39
Tabela 4
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto à
renda familiar ........................................................................................ 39
Tabela 5
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto ao
tipo de escola onde realizou o ensino médio .................................... 40
Tabela 6
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto à faixa etária. ............................................................ 40
Tabela 7
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto ao sexo. .................................................................... 41
Tabela 8
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto ao estado civil. ......................................................... 41
Tabela 9
Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto à renda familiar. ....................................................... 41
Tabela 10 Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto ao tipo de escola onde realizou o ensino médio. . 41
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 Relação aos conceitos prévios sobre substância e mistura dos
alunos do curso de Engenharia Civil.................................................. 49
Gráfico 2 Categorização das justificativas dos alunos do curso de Engenharia
Civil ........................................................................................................ 50
Gráfico 3 Relação aos conceitos prévios sobre substância e mistura dos
alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária. .................... 51
Gráfico 4 Categorização das justificativas dos alunos do curso de Engenharia
Ambiental e Sanitária. .......................................................................... 51
Gráfico 5 Resultados da classificação de substância e mistura referentes à
aplicação do 1º Questionário Posterior dos alunos do curso de
Engenharia Civil. .................................................................................. 56
Gráfico 6 Resultados da classificação de substância e misturas referentes à
aplicação do 1º Questionário Posterior dos alunos do curso de
Engenharia Ambiental e Sanitária. ..................................................... 57
Gráfico 7 Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Civil. ............................................................................. 59
Gráfico 8 Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Ambiental e Sanitária referentes à 1ª questão. ........ 60
Gráfico 9 Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Civil referentes à 2ª questão. ..................................... 61
Gráfico 10 Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Ambiental e Sanitária referentes à 2ª questão. ........ 63
SUMÁRIO
1
ORIGEM DO TRABALHO E SUA ESTRUTURAÇÃO ................................. 15
1.1
Objetivos ..................................................................................................... 20
1.2
Organização da dissertação ...................................................................... 20
2
DESENVOLVIMENTO COGNITIVO E INTERAÇÃO ALUNO-PROFESSOR ..
...................................................................................................................... 22
3
SEQUÊNCIA PARA CONSTRUÇÃO DOS CONCEITOS CIENTÍFICOS EM
SALA DE AULA ........................................................................................... 31
3.1
Conceito de Elemento, Molécula, Substância e Mistura ......................... 33
4
METODOLOGIA DA PESQUISA E CONTEXTO DA APLICAÇÃO ............ 37
4.1
Desenvolvimento da sequência didática .................................................. 37
4.2
Sujeitos da pesquisa .................................................................................. 38
4.2.1
Engenharia Civil.......................................................................................... 38
4.2.2
Engenharia Ambiental e Sanitária ............................................................. 40
4.3
Questionário Prévio.................................................................................... 42
4.3.1
Aplicação do Primeiro Questionário Pósterior após Sequência Didática .
...................................................................................................................... 43
4.3.2
Aplicação do Segundo Questionário Posterior após final do teste ....... 44
5
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ................................. 47
5.1
Análises Preliminares ................................................................................ 47
5.1.1
Análises dos resultados dos alunos do curso de Engenharia Civil ...... 48
5.1.2
Análises dos resultados dos alunos do curso de Engenharia Ambiental
e Sanitária ................................................................................................... 50
5.2
Desenvolvimento da Sequência Didática ................................................. 52
5.3
Análise dos resultados do questionário após aplicação da sequência
didática ........................................................................................................ 56
5.4
Análise dos resultados do 2º Questionário Posterior aplicado .............. 58
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................... 69
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 72
ANEXOS ................................................................................................................... 75
15
1 ORIGEM DO TRABALHO E SUA ESTRUTURAÇÃO
Comecei meus estudos aos seis anos de idade e, desde as brincadeiras até a
realização das atividades escolares, sempre mexendo com a Química e tentando
criar novas substâncias. Escolhi que iria fazer Engenharia Química e em junho de
1982 entrei na Fundação Educacional Inaciana. Foi muito difícil, mas as aulas de
laboratório de Química me deixavam tão feliz que esquecia as dificuldades e
estudava cada vez mais no intuito de diminuí-las.
Antes de terminar a faculdade comecei a estagiar na multinacional Kodak
Brasileira, empresa onde trabalhei por 10 anos. Nesse período fiz uma PósGraduação em Administração e Marketing na Anhembi-Morumbi, finalizei o curso em
1993 para trabalhar na supervisão da área de vendas técnicas dos produtos
químicos da área de revelação fotográfica.
Após 10 anos trabalhando na Kodak, montei um laboratório fotográfico que
revelava em torno de 200 rolos de filme por dia e nas épocas especiais chegavam a
mais de 300 rolos por dia. Durante mais 10 anos trabalhei com diversos produtos
químicos tentando escolher quais produtos geravam mais qualidade no processo
fotográfico, garantindo também a marca que possibilitasse o melhor custo-benefício.
Como o resíduo do processo continha muito prata desenvolvi técnicas de
recuperação da mesma antes do descarte final.
Em uma sociedade em que é constante a presença da Química, torna-se
necessário que ela seja incorporada à vida do cidadão, podendo contribuir de forma
significativa no desenvolvimento de uma sociedade melhor.
Pensando no tripé, técnica, meio ambiente e sociedade, resolvi fazer
licenciatura em Química em 2005 na Faculdade Oswaldo Cruz e passar para outras
pessoas a paixão que sempre tive por essa ciência e em 2006 comecei a lecionar
Química Geral para alunos de um curso técnico de farmácia onde trabalhei até 2011.
Me apaixonei pela educação e resolvi cursar Pedagogia. Em 2008, terminei o curso
na Faculdade Magister e decidi me dedicar integralmente à área de Educação,
trabalhando além da escola técnica, em duas escolas da regional sul 3 do estado de
16
São Paulo, onde também ministrava Química Geral para os três anos do Ensino
Médio. Permaneci por mais três anos até ser aprovada em um concurso para atuar
no Ensino Superior na Estácio Radial, trabalhando com diversas vertentes da
Química nos cursos de engenharia.
Alguns comportamentos de alunos e professores me inquietavam muito e
precisava me aprofundar mais no processo ensino-aprendizagem para entender
melhor essas reações e optei por fazer um mestrado na área da educação e escolhi
a Universidade Cruzeiro do Sul, já com a proposta de trabalhar algum conteúdo de
Química que fosse fundamental para os estudantes de engenharia, pensando na
importância que esta disciplina tinha na vida pessoal e profissional dos mesmos.
A escolha do tema foi por acreditar no conceito de ‘Substância’ como sendo o
coração da Química, logo o desenvolvimento da Química está intimamente ligado a
ele e às questões relacionadas. Também pela relação do tema com a engenharia na
necessidade de uma aplicação criativa e prática de uma gama de princípios
científicos intimamente ligados à ciência dos materiais.
Por se tratar de uma temática bastante complexa, esse embate entre
‘substância’ e ‘reação química’, gerou um artigo “Substância X Reações Químicas”
de Schummer (1999) e diversos autores se dividem nessa escolha até os dias
atuais.
Contrapondo a esse pensamento, o Governo do Estado de São Paulo lançou
um novo processo de capacitação de seus alunos utilizando em 2010 cadernos de
estudos para disciplina de Química Geral com um enfoque nas transformações
químicas.
Segundo Baccan et al. (1991), encontra-se no enfoque da importância nas
transformações químicas, o Prêmio Nobel de Química de 1983 – Henry Taube, um
químico canadense que alcançou esse prêmio pelo seu trabalho nos mecanismos de
reações de transferência de elétrons, especialmente em complexos metálicos.
Com base nesta discussão e acreditando que ‘substância’ é um conceito
estruturante da Química, optamos pelo conceito de que a mesma é o coração da
Química.
17
De acordo com Gagliardi (1988), os conceitos básicos de substância simples,
elemento, substância composta e misturas são considerados estruturantes para
Química. Lacerda et al. (2012) ressaltam que eles impulsionaram o desenvolvimento
da Química, relacionando-se direta ou indiretamente aos demais conceitos químicos
e a diferentes questões a eles vinculados e mostram a relevância desse tema nas
abordagens diferenciadas para tratarem o conhecimento de forma contextualizada
em sala de aula, provocando mobilização, motivação e a aprendizagem dos alunos.
A partir dos conceitos estruturantes, é possível estudar, em particular nos
cursos de engenharia, outros conceitos relacionados com a estrutura, propriedades
e aplicações das substâncias, intimamente ligados às ciências dos materiais,
utilizadas no cotidiano e nas áreas de engenharia. Afinal, cada ano que se passa, a
humanidade vem sendo forçada a desenvolver novos materiais como alternativas à
escassez de matéria-prima e também a produtos que degradam o meio ambiente e
afetam a nossa saúde.
Alencar et al. (2006) buscaram aliar a visão geral dos objetivos da disciplina
de Química, relacionando-a ao cotidiano do futuro engenheiro civil. Inicialmente,
esses autores indicaram os principais conteúdos de Química que fornecem
subsídios para as subáreas de atuação na Engenharia Civil, conforme o quadro 1.
Subárea
Subsídios
Subsistemas de conceitos químicos
Estrutura
Estequiometria
Oxidação e Redução
Estrutura das substâncias e reações
químicas (transformações químicas da
substância)
Classificação periódica dos elementos,
ligações químicas, estrutura e ligações
em sólidos
Estrutura das substâncias e reações
químicas (transformações químicas da
substância)
Estrutura das substâncias e reações
químicas (transformações químicas da
substância)
Metálicas
Infraestrutura
em
transporte
Materiais
Recursos
Hídricos e
Saneamento
Medidas em química, estequiometria,
classificação periódica dos elementos,
ligações químicas, estrutura e ligações
em sólido, cinética e equilíbrio químico
Medidas em química, estequiometria,
cinética e equilíbrio químico, ácidos e
bases
Estrutura das substâncias e reações
químicas (transformações químicas da
substância)
Quadro 1 – Relação de Temas da Disciplina de Química Geral Correlacionadas
às Subáreas da Engenharia Civil.
Fonte: adaptado de Alencar et al. (2006).
18
Analisando o Quadro 1, pode-se notar que o conceito de ‘substância’ permeia
todas as atividades das subáreas apontadas pelos autores. Por exemplo, na
subárea Estruturas Metálicas, é importante conhecer profundamente as substâncias
trabalhadas, para acompanhar os processos de oxirredução evitando desgastes nos
materiais, acima do permitido, diminuindo a resistência do mesmo.
Na subárea Infraestrutura em transporte, tanto em relação aos materiais
transportados para as obras, quanto nos descartados ao final da mesma, faz-se
necessário um severo acompanhamento que tem uma normalização para transporte
e descarte e caso seja descumprido esse regulamento, penas, desde multas até
paralização da obra poderão ser observadas. Reforça-se ainda, que para esta tarefa
é necessário pleno conhecimento na classificação de cada composto, que será
transportado, utilizado e descartado nas obras.
Com relação à terceira subárea do quadro 1, Materiais, ressalta-se a
necessidade do conhecimento dos elementos da tabela periódica que formam as
substâncias e misturas que serão utilizadas na obra. Cada elemento possui
propriedades físicas e químicas que norteiam sua utilização, o seu uso incorreto
poderá provocar desgastes indesejáveis dos materiais utilizados, diminuindo a
resistência, provocando desastres incalculáveis.
Para a subárea Recursos Hídricos e Saneamento, as medidas químicas são
fundamentais para evitar contaminações nos lençóis freáticos pelos esgotos,
evitando problemas de saúde pública. Mais uma vez, precisa-se conhecer a
substância, a fim de conhecer qual sua função química para poder tratá-la antes de
descartá-la no meio ambiente.
A partir do quadro 1, é possível compreender melhor como esses conceitos
abordados nas aulas de química geral passam a se relacionar no dia a dia do
trabalho do engenheiro. Abordar esses conceitos e suas aplicações facilita a fixação
dos conteúdos, criando uma motivação, que é fator fundamental para um
aproveitamento maior dos estudantes do curso de engenharia.
Ainda analisando o quadro 1 e as concepções fundamentais da química,
encontramos em Peña et al. (1979) algumas considerações que devem ser
ponderadas:
19
“El concepto de substancia es uno de los más importantes de la Química.
La substancia es uma de las variedades cualitativas fundamentales de la
matéria, la outra es el campo. El objeto principal de la Química es el estúdio
de las substancias y de sus diversas transformaciones y propriedades. Así,
uma de las definiciones contemporâneas de este concepto es la seguiente:
La substancia es la mateia que se caracteriza em determinadas condiciones
por poseer propriedades físicas y químicas constantes”. (PEÑA et al., 1979,
p. 245)
Segundo Peña (1979), os conceitos fundamentais da Química podem ser
divididos em três subsistemas, que são:
 Conceitos sobre a estrutura da substância: elemento químico, orbital,
valência, ligação química, etc.
 Conceitos de reações químicas: tipos de reações químicas, velocidade
da reação, equilíbrio químico, outros.

Conceitos termodinâmicos: entalpia, entropia, energia livre, etc.
No intuito de esclarecer melhor a importância desse conceito na disciplina de
Química Geral dos cursos de engenharia, pode-se citar um esquema adaptado,
descrito por Hein & Arena (1998) que mostra como se ligam esses conceitos (figura
1), sobre os tipos de materiais.
Figura 1: Esquema mostrando os tipos de materiais – Adaptado: Fundamentos de
Química Geral – Hein e Arena (1998).
De acordo com a figura 1, os materiais se dividem em Substância e Mistura.
Substância foi definida por Composta ou Simples. Mistura divide-se em Mistura
Homogênea, que possui uma única fase, como exemplo encontramos as Soluções,
e Mistura Heterogênea, constituída de duas ou mais fases.
20
Segundo Giordan e Vecchi:
“As pesquisas realizadas no Brasil e no exterior, relatam que há um
descontentamento crescente que vem atingindo vários professores no
ensino da Química quando efetuam medidas mais precisas de avaliação de
conceitos básicos que os alunos deveriam conhecer perfeitamente”. (1994,
apud MAINIER, 2001, p. 2)
Pode-se pensar que esta falta de motivação, devida à não compreensão da
importância dos conceitos fundamentais da química seja um dos principais fatores
para o aproveitamento da disciplina e consequentemente a falha na formação do
futuro profissional. Acredita-se que o planejamento do conteúdo, com o
desenvolvimento de uma sequência didática baseada nos elementos da teoria
psicológica de Vygotsky, possa contribuir positivamente na aquisição desse
conhecimento.
Segundo Oliveira (1992):
“Falar de Vygotsky é falar da dimensão social do desenvolvimento
humano... Ele tem como um de seus pressupostos básicos a ideia de que o
ser humano constitui-se enquanto tal na sua relação com o outro social. A
cultura torna-se parte da natureza humana num processo histórico que, ao
longo do desenvolvimento da espécie e do indivíduo, molda o
funcionamento psicológico do homem. (OLIVEIRA et al., 1992, p. 24)
1. 1 Objetivos
Esta pesquisa teve como objetivos:
a) Identificar as concepções dos estudantes de engenharia sobre o
conceito de substância e;
b) Analisar a evolução do mesmo a partir da aplicação de uma sequência
didática.
1.2 Organização da dissertação
Para uma melhor abordagem dessa pesquisa, que é parte integrante de um
projeto maior desenvolvido pela área de Ensino de Ciências da Universidade
Cruzeiro do Sul (São Paulo / Brasil), serão abordados, em um primeiro momento, os
referenciais teóricos de origem sócio histórica que alicerçam o entendimento acerca
da evolução conceitual do graduando em engenharia quando exposto a condições
21
específicas de ensino e aprendizagem. Para isto, foi utilizado a teoria de aquisição
de conhecimentos de Vygotsky.
Na sequência, a metodologia de pesquisa empregada será exposta, em que
se apoiará em uma sequência didática adaptada de Gasparin e os resultados e
discussões de todos os questionários aplicados.
22
2 DESENVOLVIMENTO COGNITIVO E INTERAÇÃO ALUNO-PROFESSOR
No viés sociocultural, o desenvolvimento humano encontra uma profunda
análise na teoria de Vygotsky, a qual tem como base a evolução do indivíduo como
resultado de um processo histórico e social, dando ênfase ao papel da linguagem
como mediador no processo de aprendizagem, prevendo a aquisição de
conhecimentos na interação do sujeito com o meio.
Segundo Oliveira et al. (1992), para Vygotsky, o processo de formação de
conceitos remete às relações entre pensamento e linguagem, à questão cultural no
processo de construção de significados pelos indivíduos, ao processo de
internalização e ao papel da escola na transmissão
de conhecimentos,
diferentemente daqueles aprendidos na vida cotidiana. Ou seja, o conhecimento é
visto como uma ação entre sujeitos sociais através de instrumentos mediadores
“Para Vygotsky a Mediação é uma ideia central para a compreensão de
suas concepções sobre o desenvolvimento humano como sendo um
processo sócio histórico, enquanto sujeito do conhecimento o homem não
tem acesso direto aos objetos, mas acesso mediado, através de recortes do
real, operados pelos sistemas simbólicos de que dispõe, portanto enfatiza a
construção do conhecimento como uma interação mediada por várias
relações” (OLIVEIRA et al., 1992, p. 30).
A introdução da linguagem tem seu papel fundamental na evolução da
espécie humana, pois é ela que fornece os conceitos, as formas de organização do
real, a mediação entre o sujeito e o objeto do conhecimento e, por meio dela, as
funções mentais superiores são socialmente formadas e culturalmente transmitidas.
Consequentemente, sociedades e culturas diferentes produzem aprendizagens
diferentes, ou seja, um universo de significações que permitem ao indivíduo construir
sua interpretação particular do mundo real, que é diferente em cada um, mas
compartilhada no coletivo, interpretando, recriando e dando novos significados aos
conceitos.
De acordo com a psicologia, cada palavra é uma generalização ou um
conceito e como as generalizações e conceitos são atos de pensamento, pode-se
23
considerar o significado das palavras como um fenômeno do pensamento. Não uma
simples questão de associação, mas uma questão de estrutura.
Para Vygotsky (2008),
“O significado de uma palavra representa um amálgama tão estreito do
pensamento e da linguagem, que fica difícil dizer quando se trata de um
fenômeno da fala ou de um fenômeno do pensamento. Uma palavra sem
significado é um som vazio; o significado, portanto, é um critério da
‘palavra’, seu componente indispensável”. (VYGOTSKY, 2008, p. 150)
Neste processo faz-se necessária a internalização do desenvolvimento
funcional psicológico humano, envolvendo uma atividade externa que deve ser
modificada para tornar-se uma atividade interna, atingindo, a partir do nível
interpessoal, um patamar intrapessoal. A partir dessa linha de pensamento, de
acordo com Costa (2004), existem três teorias de aquisição do conhecimento que
norteiam os processos de ensino e de aprendizagem: a) o subjetivismo, também
denominado como inatista, b) o objetivismo, também denominado empirismo e, por
fim, c) a teoria interacionista.
Segundo Misukami (1986, apud COSTA, 2004), essas teorias são definidas
entre a relação do sujeito (que representa o indivíduo), com o meio externo (que
representa o objeto).
Da relação do indivíduo com o meio externo, por meio de sua individualidade,
nasce a teoria subjetivista, aquela que provém do sujeito, por meio da introspecção.
Nesta concepção, o conhecimento procede do sujeito, ou seja, a realidade de fato é
pouco relevante, sua execução é feita principalmente pelo sujeito em um processo
introspectivo baseado nas crenças e referências internas do sujeito. De acordo com
essa concepção, o sucesso ou insucesso escolar seria determinado pela inteligência
nata de cada indivíduo e concebe-se que o aprendizado está relacionado com o
grau de inteligência entre os mesmos e, portanto, professores não seriam
responsáveis pelo sucesso ou pelo fracasso de seus alunos, ou melhor dizendo,
tanto faz o professor se esmerar em produzir sua aula, atingir as metas independe
de seu trabalho e sim do estágio cognitivo de seu alunado.
24
Segundo Borges (2000, apud COSTA, 2004) a visão subjetivista não tem uma
popularidade entre os professores de ciências, pois por mais tradicional que seja sua
concepção de ensino com aulas predominantemente expositivas, o professor
acredita que o conhecimento pode se dar mediante a transmissão e assim o alunado
absorveria as informações ao ouvi-las.
Santos (2010) diz que Descartes e Kant, foram os principais defensores da
corrente subjetivista, onde o sujeito é ponto de convergência de toda significação.
Segundo Santos (2010), Descartes, por meio de cogito1, estabelece o sujeito
como autodeterminante de si mesmo, sendo ele, autossuficiente, excluindo qualquer
condicionante alheio.
De acordo com Kaufmann (2007), Kant prolonga essa concepção na
moralidade, no imperativo categórico “age apenas segundo uma máxima tal que
possas ao mesmo tempo querer que ela se torne lei universal”.
Segundo Costa (2004) na concepção objetivista ou empirista, o estudo se
decorre no meio, onde a importância está relacionada ao conhecimento já presente
na realidade do sistema, necessitando apenas, ser incorporado ao sujeito.
A aquisição do conhecimento se faz pelo processo de descoberta, realizado
na troca de experiências com o mundo exterior. Nesta concepção, o uso de
experimentos pode ser considerado uma ferramenta fundamental para o ensino e a
ciência pressupõe a objetividade e neutralidade das observações, de maneira que
as ideias e conhecimentos prévios não determinem as observações realizadas,
levando ao caminho do particular para o geral. A aquisição de conhecimento é
resultado de um processo de descoberta pela experimentação do mundo exterior.
Para Celeti (2011):
“Na teoria empirista, a escola do pensamento filosófico relaciona a teoria do
conhecimento na experiência a origem de todas as ideias. O conhecimento
se encontra presente na realidade, necessitando apenas passar pelos
sentidos para ser incorporado pelo indivíduo”. (CELETI, 2011, p. 1)
1
Cogito: Argumento utilizado por Descartes para fundamentar sua Teoria do Conhecimento com o objetivo que
seja o mais evidente e verdadeiro possível
25
Costa (2004) relata que no empirismo experiências científicas são
desenvolvidas e testadas por meios de métodos empíricos consistindo da
observação de experimentos, que uma vez produzidos repetidamente, a informação
conta como evidência para a comunidade científica, que se propõe por meio delas
explicar fatos ocorridos no mundo.
De acordo com Teruya, Carvalho e Luz (2010), o principal defensor do
empirismo foi John Locke (1632-1704), filósofo inglês, que defendia que a
experiência formava as ideias em nossa mente. No seu livro Ensaios acerca do
entendimento humano (1690), é descrito que “só a experiência preenche o espírito
com ideias”. Assim, Locke fez crítica ao conhecimento inato, aquele que já existe na
mente das pessoas, nenhuma ideia que se tem nasce na pessoa, ela é fruto da
experimentação dos cinco sentidos: audição, visão, tato, gustativo e olfato e cada
um desses sentidos leva informações ao cérebro. Segundo esse autor, quando
nascemos somos uma folha em branco e nossos cinco sentidos são responsáveis
pelo seu preenchimento.
Ainda de acordo com esses autores, a proposição de que o ser humano vem
ao mundo sem qualquer tipo de conhecimento é a base da teoria da tabula rasa, um
conceito lockeano que compara a criança ao papel em branco, ambos sem
experiências anteriores, portanto, vazios no que se refere ao pensamento. Mas, ao
mesmo tempo, ambos estão aptos a aprender, a serem preenchidos por saberes
que serão as mais importantes impressões de toda sua vida.
Finalmente, no interacionismo, a base do conhecimento não estaria situada
somente no sujeito, ou relacionada exclusivamente com o meio, e sim, desenvolvida
pela interação entre os meios interno (sujeito) e externo (ambiente), corroborando
com as ideias de Vygotsky. Nesse ponto de vista, os pensamentos marcam o
entendimento da interatividade como um processo individual, porém sociocultural.
Esses pensamentos permeiam as pesquisas de dois grandes pesquisadores,
Piaget e Vygotsky, e tendem a influenciar as pesquisas em Educação em Ciências.
Ambos defendem a ideia da construção pela interação do indivíduo com o meio e
são reconhecidos pelas Teorias Construtivistas, em que a aquisição do
26
conhecimento pelo sujeito humano é explicada pelo modo como esse sujeito se
relaciona com o objeto.
Para Costa (2004):
“Na sala de aula, como espaço formal voltado para possibilitar a aquisição
de conhecimentos pelos sujeitos, consequentemente, as diferentes
vertentes resultam em formas distintas de conceber as relações entre
professor, alunos e conteúdos escolares a serem apreendidos”. (COSTA,
2004, p. 17)
No panorama atual, diversas pesquisas estão apoiadas em pontos de vista
mais contemporâneos das ciências e da aquisição do conhecimento. Elas foram
desenvolvidas no intuito da obtenção da informação e na mudança em função da
instrução, propondo estratégias e modelos que favorecem a evolução conceitual
discente.
Ao serem estabelecidas relações entre a aprendizagem escolar e o processo
de elaboração do conhecimento nas ciências, é observado que os alunos tendem a
rejeitar ideias do seu cotidiano.
Costa (2004) acredita que mediante as condições de insatisfação com suas
ideias originais, nasce a contradição, fazendo com que o aluno duvide de suas
próprias concepções.
Nessa linha, Silveira (2003) sugere que o docente crie situações-problema
significativas para o aluno desenvolver uma nova rede de conhecimentos, ao
confrontar as diversas concepções que vão surgir com os conceitos atuais. Desse
modo, ao considerarmos o processo de ensino-aprendizagem como interativo e
sociocultural, tratamos a instituição de ensino como local destinado a auxiliar os
alunos em sua tomada de consciência, facilitando a compreensão de novas ideias e
sua validação. Essas situações-problema ao confrontar com as antigas crenças do
indivíduo vão gerar desequilíbrios e vão sendo desenvolvidas novas estruturas
cognitivas.
Oliveira (1992) mostra no texto a seguir as proposições de Vygotsky a
respeito do processo de desenvolvimento da formação de conceitos sob o prisma da
mediação cultural do processo de construção de significados.
27
“As proposições de Vygotsky acerca do processo de formação de conceitos
nos remetem à discussão das relações entre pensamento e linguagem, à
questão da mediação cultural no processo de construção de significados
desenvolvidos por parte do indivíduo, ao processo de internalização e ao
papel da escola na transmissão de conhecimentos de natureza diferente
daqueles apreendidos na vida cotidiana”. (OLIVEIRA, 1992, p. 23)
Nesta perspectiva, vê-se a importância da linguagem permitindo a
comunicação e a representação do pensamento através da palavra e se as mesmas
se modificam ao longo dos tempos, a relação entre o pensamento e a palavra
também se alteram, fazendo com que cada pensamento, por tender-se a
estabelecer relações entre as coisas. Se desenvolve, desempenhando uma função
necessária para solução de um determinado problema. Essas relações se alternam
entre as pessoas, assumindo um significado diferente para cada uma, portanto
pensamentos diferentes para coisas iguais.
De acordo com Schnetzler (1996):
“Mudança conceitual tem sido o termo usualmente empregado para
designar a transformação ou substituição de crenças e ideias ingênuas
(concepções prévias ou esquemas alternativos) de alunos sobre fenômenos
sociais e naturais por outras ideias, mas sofisticadas (cientificamente
‘corretas’) no curso do processo de ensino-aprendizagem de ciências”.
(SCHNETZLER,1992, apud COSTA, 2004, p. 20).
Mortimer e Machado (1997), apoiados em revisões de estratégias de ensino
de ciências, apontam uso frequente desse conflito cognitivo, sempre visando o
aprendizado de conceitos científicos por meio da mudança conceitual.
O conflito cognitivo é baseado na teoria da equilibração, com origem na teoria
de Piaget, sobre os Estágios cognitivos do Processo de Aquisição do Conhecimento,
o que não se opõe aos elementos de Vygotsky, pois, demonstram-se como
possíveis análises envolvendo um contexto cognitivo e social, fundamental para
compreender as intervenções inovadoras, criativas na elaboração de um
conhecimento de conteúdo durante os processos de ensino e aprendizagem.
(OLIVEIRA, 1992, p. 14).
Ao
considerarem
o
ensino-aprendizagem
como
processo
interativo
sociocultural, os interesses dos pesquisadores crescem a respeito dos processos
28
sociais que decorrem das situações formais de educação e focam suas práticas na
teoria de Vygotsky. Considerando que os indivíduos possivelmente dependam de
diferentes formas de atividade mental, se comportando diferentemente nas diversas
situações das quais vivenciam no seu dia a dia, o papel da escola é ajudar os alunos
na tomada de consciência, facilitando a compreensão de ideias e sua validação.
Esse processo denomina-se internalização e envolve um movimento de
construção e reconstrução da cultura do sujeito aprendente, mediado pelos signos 2
criados da interação com o outro. O outro nesta concepção exerce papel
fundamental na construção do conhecimento, pois guiando e auxiliando o aprendiz
nesse processo Vygotsky define o conceito de Zona de Desenvolvimento Proximal
(ZDP) que contribui para esclarecer a importância da influência do outro ao
possibilitar esse desenvolvimento. Desse modo, Freitas (2001, p.1) relata “A
perspectiva histórico-cultural, entende o desenvolvimento humano como um
processo dinâmico, repleto de momentos de avanço e recuo.” Dessa forma, no
ambiente de aprendizagem, encontra-se de um lado o professor, representando a
cultura científica na sala de aula, do outro lado, os alunos, juntos na perspectiva da
aquisição de novos significados, fazendo com que a ZDP leve ao reconhecimento da
importância das ações conjuntas desenvolvidas nos discursos entre os professores
e alunos. Segundo Freitas (2001, p. 17) “Sobre essa questão da ‘fala para os
outros’, ‘fala para si’, vale ressaltar que Vygotsky, inúmeras vezes, em seus textos,
enfatizou o papel do outro na constituição do homem.”
Segundo 2000, apud FREITAS (2001, p. 65), reflete-se sobre tal questão em
texto que busca problematizar o sentido do social e do cultural na obra de Vygotsky,
salientando que a mediação do outro é condição para o desenvolvimento: “Segundo
Vygotsky, o desenvolvimento em si, para os outros e para si”.
Segundo Rey (2000):
“Ao assumir o tema do desenvolvimento como central, Vygotsky introduziu
um conceito pouco citado entre os estudiosos atuais, que foi o de ‘situação
social do desenvolvimento’. Este conceito nos evidencia a preocupação do
autor por integrar a riqueza dos processos internos constituídos na história
2
Signo, de modo geral é aquilo que representa algo diferente de si mesmo e que substitui e expressa eventos,
ideias, situações e objetos, servindo como auxílio da memória e da atenção humana.
29
do sujeito, com as influências que caracterizam cada um dos momentos
sociais do desenvolvimento. Cada nova situação social que o sujeito
enfrenta se converte em uma via de desenvolvimento para novas formações
psicológicas, termo que não aparece elaborado de forma consistente na
obra de Vygotsky.” (REY, 2000, apud FREITAS, 2001, p. 23)
Avaliando o conhecimento atual dos alunos, por meio do levantamento das
ideias prévias que eles possuem sobre o assunto a ser trabalhado, decidindo qual
será o lugar onde se deseja chegar, ‘zona de desenvolvimento proximal’, utilizandose como ferramenta, trabalhos desenvolvidos no coletivo, pode-se verificar a
aquisição de conhecimento, destacando-se as teorias baseadas em Vygotsky sobre
a transformação da ZDP na atual zona real.
O professor pode avaliar as deficiências dos alunos, ver o que foi apreendido
por eles, poderá escolher olhar para frente e valorizar seu potencial e assim criar
novas estratégias pois as diferenças encontradas no coletivo são muito mais ricas
para o aprendizado do que as semelhanças e mais fácil de serem encontradas uma
vez que cada indivíduo é um ser único e possuidor de habilidades e competências
distintas.
Para Vygotsky, o convívio na sala de aula cria atores diversos no
desenvolvimento, pois cada um se encontra em níveis diferentes e com a ajuda dos
mais desenvolvidos, os que apresentam mais dificuldades sentem-se mais seguros
durante a caminhada. Assim ele define em toda sua obra a ideia de dois níveis de
desenvolvimento, o primeiro, aquele em que o indivíduo se encontra, com todas as
habilidades e conhecimentos adquiridos por ele, geralmente alcançados pelo seu
esforço. Essa avaliação, não leva em conta o que a criança conseguiria alcançar
com a ajuda de um colega ou do próprio professor. Aí é justamente, na distância
entre o que ela já sabe e o que poderá saber com alguma assistência, que reside o
segundo nível de desenvolvimento descrito e batizado por Vygotsky.
Para Oliveira (2007),
“As postulações de Vygotsky sobre os fatores biológicos e sociais no
desenvolvimento psicológico apontam para dois caminhos complementares
de investigação: de um lado, o conhecimento do cérebro como substrato
material da atividade psicológica e, de outro lado, a cultura como parte
essencial da constituição do ser humano, num processo em que o biológico
transforma-se no sócio histórico”. (OLIVEIRA, 2007, p. 33)
30
Dessa maneira, Oliveira (2007) deixa claro que durante o processo ensinoaprendizagem existe o indivíduo com as informações adquiridas ao longo de sua
vida, o meio onde tudo acontece e as interações entre as concepções prévias desse
indivíduo se relacionando com as demais concepções prévias de outros indivíduos e
também as mediações do professor, propiciando uma construção de novos
significados.
31
3 SEQUÊNCIA PARA CONSTRUÇÃO DOS CONCEITOS CIENTÍFICOS EM
SALA DE AULA
Abordaremos nesse capítulo uma sequência didática que irá explorar os
conceitos de Vygotsky (1992) e que embasará a sequência planejada para ser
trabalhada com os alunos de engenharia na disciplina de Química Geral que
ocorreram no 1º semestre de 2013. Entretanto, é importante destacar que, como
descreve Gasparin (2007):
“O esforço e a dedicação do professor em suas aulas, mesmo com um bom
planejamento, conhecimento científico da matéria que ministra e métodos
adequados de ensino-aprendizagem não são garantias plenas do que e
quanto os alunos aprenderão. Muitas outras são as variáveis que interferem
no processo de desenvolvimento do educando”. (GASPARIN, 2007, p. 1)
A tarefa do professor durante o processo de ensino-aprendizagem é mediar,
devendo se lembrar de que o aluno vem com informações anteriores, adquiridas ao
longo de sua vida, aprendizados alcançados em outras escolas e séries anteriores, o
que tem como concepções sobre o assunto e como lida com isso no seu dia a dia,
segundo Vygotsky, é o nível de desenvolvimento atual do educando.
Inicialmente, o professor deverá fazer um brainstorm, informalmente
conhecido como tormenta de ideias, onde os alunos irão expor tudo que sabem
sobre um determinado tema e caberá ao educador anotar todo o conhecimento
prévio.
Após estas primeiras anotações, os educandos deverão pesquisar em
materiais didáticos, tais como livros, apostilas, artigos, ábacos e materiais das áreas
em questão. Para isso, o professor poderá acompanhar os alunos em visitas a
bibliotecas, ou fornecer o material necessário para estas pesquisas. Poderá utilizar
ferramentas mais modernas como bibliotecas virtuais, sites de informações
confiáveis, revistas técnicas entre outras ferramentas. Importante consideração
dessa etapa será a construção no coletivo com posterior apresentação das ideias
como fechamento da pesquisa em confronto com as ideias prévias.
32
Após as apresentações dos alunos, o professor deverá desenvolver o tema
como fonte de vivência social, trabalhando as concepções metodológicas que adota
como diretriz de sua prática docente.
Após esta etapa, será necessária a formulação do saber geral da sala. Juntos
eles irão adquirir conhecimentos que permitirá uma estruturação do processo,
visando à compreensão das atividades humanas.
Como etapa final eles irão atingir conceitos prováveis, no limite, respeitando
seu grau de desenvolvimento, pois este é sempre gradativo.
De acordo com Gasparin (2007):
“Em todo o processo de trabalho docente, a primeira tarefa do professor
deveria ser definir o limiar inferior da aprendizagem – o nível atual de
conhecimento que os educandos já possuem sobre o tema a ser estudado.
O passo seguinte consistiria em especificar o limiar superior da mesma
aprendizagem – o que se espera e deseja que os alunos alcancem. Entre
esses dois extremos situam-se os demais níveis e todas as ações didáticas
do professor, sua mediação necessária.” (GASPARIN, 2007, p. 15)
O mesmo autor propõe 9 passos para a construção dos conceitos científicos
em sala de aula:
1) Ouvir os educandos nas suas informações espontâneas – conceitos
deverão ser anotados.
2) Transcrever o conceito que os materiais didáticos trazem.
3) Escrever o conceito cotidiano que o educador tem sobre o tema
selecionado.
4) Escrever o conceito científico com que vai trabalhar.
5) Formular o novo conceito possível / provável que o educando poderá
chegar após o trabalho de sala de aula.
6) Elaborar um objetivo específico para o ensino do conceito científico
escolhido – o aluno aprende o quê? Para quê?
33
7) Determinar e escrever as ações mentais ou físicas – as do professor e
as dos alunos – necessárias para construção do conceito em análise.
8) Distribuir as ações escolhidas nas três fases do processo, explicitando
quais são do professor e quais pertencem aos alunos:
a. Prática social inicial – nível de desenvolvimento atual do
educando, (Zona Atual).
b. Teoria da construção do conceito científico cultural – Zona de
desenvolvimento imediato (ZDP).
c. Prática do novo conceito – novo nível de desenvolvimento atual
(Zona Real que se converte em Zona Atual).
9) Na elaboração do projeto (Prática – Teórica – Prática) é necessário
anunciar as ações do professor e dos alunos, especificando as operações
mentais ou físicas necessárias para realização das ações.
3.1 Conceito de Elemento, Molécula, Substância e Mistura
Existem várias formas de se estudar os conceitos que norteiam a química,
uma delas é a que parte da origem dos conhecimentos, da construção dos conceitos
ao longo dos tempos e da fixação nos dias atuais. O conceito de Elemento vem da
antiguidade e desde então vários deles vêm sendo utilizados pelos professores e
pesquisadores da área de Química.
Para Boyle (1789 apud OKI 2002), elementos seriam certos corpos primitivos
e simples, puros.
Mendeleiev, (1871 apud OKI 2002), pontuava a confusão conceitual
envolvendo os termos “elementos” e “substância simples” e até hoje, livros atuais
apontam para o mesmo erro.
Segundo Gagliardi (1988), o conceito de elemento químico é sem dúvida o
conceito estruturante mais importante da química, podendo ser equiparado a outros
conceitos como o átomo, a molécula, substância, ligação química entre outros.
34
Neste caso, o seu conceito, torna-se imprescindível para o conhecimento e
desenvolvimento dos conceitos científicos no desenvolvimento da química.
“Os conceitos estruturantes são aqueles que permitiram e impulsionaram a
transformação de uma ciência, a elaboração de novas teorias, a utilização
de novos métodos e novos instrumentos Conceituais”. (GAGLIARDI, 1988,
apud OKI, 2002, p. 1)
Segundo Tunes et al. (1989):
“O elemento químico constitui uma classe de átomos formada pelos
diferentes nuclídeos ou “tipo de átomo caracterizado por um número
atômico específico.” (TUNES et al., 1989, apud OKI, 2002, p. 1)
Segundo Russel (1994, apud OKI, 2002, p. 1), “Um elemento não pode ser
separado ou decomposto em substância mais simples” e segundo Brown et al. (1999
apud Oki, 2002) “Cada elemento é constituído por apenas uma espécie de átomo.”
Para Oki (2002, p. 1): “Um elemento é uma substância simples, fundamental e
elementar. Não pode ser separado ou decomposto em substâncias mais simples”.
A origem do nome elemento nasceu na Grécia e por volta de 300 a.C.
Aristóteles o conceituou sobre o céu (Brody, 2007):
“Primeiro precisamos indagar se os elementos (terra, fogo, água e ar), são
eternos ou sujeitos a geração ou destruição. [...] É impossível que os
elementos sejam gerados por algum tipo de corpo. Isso implicaria um corpo
distinto dos elementos a anterior a eles”. (BRODY, 2007, p. 84)
Tomando como base o conceito estruturante, as duas definições de Russel e
Brown são referências histórico-epistemológicas que revelam relações importantes
com demais conceitos fundamentais para o ensino de Química. Para Oki (2002, p.
1): “Um elemento é uma substância simples, fundamental e elementar. Não pode ser
separado ou decomposto em substâncias mais simples”.
Comparando as definições de Aristóteles, Brown, Russel e Tunes, observa-se
que com relação ao conceito de elementos todos apresentam pontos em comum
como fundamental e elementar. Não podendo ser separado ou decomposto em
substâncias mais simples’ e estes conceitos remetem ao conceito de substância.
35
Devido à diversidade de conceitos de substância, Tavares (2009) realizou
pesquisas em vários livros didáticos, pois esse recurso mais utilizado no ensino de
ciências, e classificou-os em quatro categorias conforme exemplificado no quadro 2.
Categorias
Descrições
Substancialista
Imagem da substância como possuidora de propriedades que não se
alteram. Determina à substância característica de imutabilidade.
Empirista
Designação da substância por uma visão concreta, macroscópica e
quantificável.
Atômico-Molecular
As substâncias e suas propriedades são remetidas para o nível
microscópico: o arranjo e a interação dos átomos, moléculas e íons é
responsável pelas características/propriedades das substâncias.
Animista
A substância é visualizada por possuir ações voluntárias, como as
humanas, a fim de estabelecer relações por vontade própria.
Quadro 2: Descrições das categorias para o conceito de Substância.
Fonte: Tavares (2009, p. 1010)
Segundo o autor, tanto na visão substancialista quanto na animista existem
grandes equívocos, tais como um poder de propriedades inalteradas nas visões
substancialistas e na visão animista, a substância, possuidoras de vontade própria,
embora existam alguns pontos a serem considerados. As categorias empirista e
atômico-molecular são as que apresentam definições melhor fundamentadas, pois
mostram na visão empirista uma visão concreta da substância e na visão atômicomolecular, mostram por meio de arranjos e interações entre os átomos, moléculas e
íons, propriedades das substâncias.
Atualmente a identificação de um elemento químico é feita pelo seu número
atômico e sua configuração eletrônica dada pela camada de valência, ou seja, a
última camada da eletrosfera do átomo nos elementos representativos. Esses
conceitos são introduzidos na fase inicial dos planos de ensino de Química Geral.
A abordagem das propriedades e transformações dos elementos permite
entendimentos sobre uma substância em termos conceituais, e isto constitui um
processo de significação conceitual desta substância, mantendo a diversidade da
matéria, diferenciando-a, por exemplo, nos alimentos, tais como substâncias
(sacarose) e elementos (cálcio e ferro).
36
Quanto ao conceito de substância, Silveira (2003), trabalha com a definição
operacional de substância simples e composta, enfocando trabalhos de Lavoisier,
onde se estabelece que a água não era um elemento, pois a mesma pode ser
decomposta em elementos (H, O), descrevendo assim o conceito de substância
simples (pela não decomposição) e composta (decomposição de elementos ou
substâncias elementares).
Para Kotz (2009):
“Cada substância apresenta um conjunto de propriedades únicas, por meio
das quais ela pode ser reconhecida. A água pura, por exemplo, é incolor,
inodora e certamente não contém sólidos em suspensão. Se você quisesse
identificar uma substância como água de forma conclusiva, teria de
examinar com cuidado suas propriedades e compará-las com as
propriedades conhecidas da água pura. Os pontos de fusão e de ebulição,
nesse caso, servem bem a esse propósito.” (KOTZ, 2009, p. 13)
Segundo Kotz (2009), a substância elementar ou simples, é aquela
constituída de apenas um tipo de elemento e ainda define como elemento, sendo um
tipo de átomo e mistura, como homogênea e heterogênea, diferenciando-as pelo
número de fases que podem ser visualizadas a olho nu.
37
4 METODOLOGIA DA PESQUISA E CONTEXTO DA APLICAÇÃO
A metodologia de pesquisa utilizada neste trabalho é do tipo qualitativa e
quantitativa (BOGDAN; BIKLEN, 1998).
4.1 Desenvolvimento da sequência didática
Para esse estudo, propôs-se as seguintes etapas, como uma adaptação da
sequência idealizada por Gasparin (2007):
1) Contextualização da Química envolvendo o cotidiano e as necessidades
dos conhecimentos para formação do profissional da engenharia.
2) Aplicação de um questionário prévio, para levantamento das ideias
espontâneas do conceito de substância trazidas pelos alunos para sala de aula.
3) Pesquisa em materiais didáticos sobre os conceitos em questão,
provocando assim o embate entre o conceito prévio dos envolvidos e as novas
informações verificadas.
4) Atividade prática demonstrativa com utilização de materiais alternativos
(uso do clipes, lego, quebra-cabeça e outros materiais alternativos).
5) Discussão e reconstrução do conceito no coletivo, fazendo assim a
ressignificação do conceito.
6) Aplicação de um novo questionário posterior, para verificação da evolução
atingida.
No primeiro dia de aula dessas duas turmas, foi trabalhado por 4h-aula o
programa da disciplina de acordo com o plano de ensino e plano de aula da
disciplina, e em seguida, leituras compartilhadas de dois textos sobre a química. O
primeiro, um texto de Medeiros (2003) sobre o estudo da química e o segundo,
sobre a importância da química no cotidiano e na engenharia (Soares, 2004).
38
Estas atividades foram realizadas com as salas interagindo com a professora
numa leitura compartilhada e conversas a respeito dos temas da leitura. Foram
planejadas em função do plano de aula implementado no início do semestre e
baseadas no plano de ensino da disciplina, proposto pela instituição. Em seguida,
ainda na mesma aula, foi aplicado o questionário inicial.
4.2 Sujeitos da pesquisa
Os sujeitos analisados eram estudantes que cursavam regularmente, no
período diurno, a disciplina de Química Geral, relativa à grade curricular básica do
curso de Engenharia Civil e Ambiental.
No início do 1º semestre de 2012, foram selecionadas duas turmas, uma de
Engenharia Civil e outra de Ambiental e Sanitária, pois facilitaria o trabalho da
professora-pesquisadora por tê-las na sua atribuição de aulas do semestre.
Participaram dessa pesquisa 37 alunos das duas turmas.
Para explicar melhor os dados dos alunos pesquisados nas duas amostras
estudadas, foram feitas algumas pesquisas aos documentos da CPA (Comissão
Permanente de Avaliação) e aos Dados Socioeconômicos da Região e dos Projetos
Pedagógicos dos cursos de Bacharelado em Engenharia Ambiental e Sanitária e
Engenharia Civil da instituição trabalhada. Esses dados ajudarão a compreender
melhor o perfil dos alunos dessas amostras.
4.2.1 Engenharia Civil
A turma de 2º período de Engenharia Civil era composta por 28 alunos de
faixa etária e social diversas, sendo 16 homens e 12 mulheres, do turno da manhã.
Das Tabelas de 1 a 5, apresenta-se a seguinte situação para a Engenharia
Civil: as informações foram preenchidas por 25,06% dos alunos do curso, e o perfil
dos mesmos foram retirados do documento da CPA da instituição em questão,
referentes ao 1º semestre de 2012, estão contidos nas tabelas referentes à faixa
etária, sexo, estado civil, renda familiar e tipo de escola onde realizou o ensino
médio.
39
Tabela 1: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto à faixa
etária
Faixa etária
%
De 16 a 20 anos
57,14
De 21 a 25 anos
32,15
De 26 a 30 anos
3,57
De 31 a 35 anos
3,57
Superior a 35 anos
3,57
Tabela 2: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto ao sexo
Sexo
%
Feminino
50
Masculino
50
Tabela 3: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto ao
estado civil
Estado Civil
%
Solteiro
85,71
Casado
7,14
Separado
0,04
Viúvo
0
Outros
7,11
Tabela 4: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto à renda
familiar
Renda Familiar
%
Nenhuma
Até R$ 1.000,00
3,56
17,86
Entre R$ 1.000,00 e R$
3.000,00
64,29
Entre R$ 3.000,00 e R$
6.000,00
10,71
Acima de R$ 6.000,00
3,57
40
Tabela 5: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Civil quanto ao tipo
de escola onde realizou o ensino médio
Tipo de escola que fez o
ensino médio
Todo em escola pública
Todo em escola particular
%
67,86
14,29
A maior parte em escola
pública
3,57
A maior parte em escola
particular
14,29
Metade em escola pública e
metade em escola particular
0
4.2.2 Engenharia Ambiental e Sanitária
Nas Tabelas de 6 a 10, apresenta-se a seguinte situação para a turma de 2º
período de Engenharia Ambiental e Sanitária: era composta por 9 alunos de faixa
etária e social diversas, sendo 3 homens e 6 mulheres, também alunos do período
da manhã. As informações retiradas da CPA foram preenchidas por 15,57% dos
alunos do curso e o perfil dos mesmos estão contidos nas tabelas referentes a faixa
etária, sexo, estado civil, renda familiar e tipo de escola onde realizou o ensino
médio.
Tabela 6: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto à faixa etária.
Faixa etária
%
De 16 a 20 anos
80
De 21 a 25 anos
10
De 26 a 30 anos
0
De 31 a 35 anos
0
Superior a 35 anos
10
41
Tabela 7: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto ao sexo.
Sexo
%
Feminino
70
Masculino
30
Tabela 8: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto ao estado civil.
Estado Civil
%
Solteiro
90
Casado
0
Separado
10
Viúvo
0
Outros
0
Tabela 9: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto à renda familiar.
Renda Familiar
%
Nenhuma
0
Até R$ 1.000,00
20
Entre R$ 1.000,00 e R$
3.000,00
30
Entre R$ 3.000,00 e R$
6.000,00
40
Acima de R$ 6.000,00
10
Tabela 10: Distribuição dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária quanto ao tipo de escola onde realizou o ensino médio.
Tipo de escola que fez o
ensino médio
%
Todo em escola pública
80
Todo em escola particular
10
A maior parte em escola
pública
10
A maior parte em escola
particular
0
Metade em escola pública e
metade em escola particular
0
42
4.3 Questionário Prévio
Para identificar as concepções prévias dos alunos sobre substâncias e
misturas, foi aplicado um teste com 11 tipos de materiais diferentes, em que os
alunos deveriam classificá-los em substância ou mistura e justificar suas respostas
de maneira escrita e individual (Quadro 3). Nessa etapa, pôde-se identificar, com
base na teoria de Vygotsky, a Zona Atual, referente ao nível de conhecimento que o
estudante possuía.
Da lista abaixo diga quais materiais são substância e quais são
misturas. Justifique suas respostas:
Material
Mistura
Substância
Justificativa
Bronze
Cimento
Madeira
Pisos e Azulejos
Vidro
Aço Inoxidável
Papel
Latão
Ouro
Solda de Chumbo
LCD
Água
Ferro
Quadro 3: Modelo de Questionário Prévio.
43
Na semana seguinte, a aula foi dividida em duas partes, nas duas primeiras
aulas os alunos foram para a biblioteca, onde tiveram acesso a recursos extras,
como livros, manuais, revistas técnicas e recursos tecnológicos, para realizarem
pesquisas envolvendo os conceitos propostos.
Nas duas aulas após o intervalo, foram realizadas atividades práticas
demonstrativas que geraram novas informações para que na próxima aula fosse
realizada uma discussão coletiva, em que seria reescrita uma nova definição para os
conceitos estudados.
Na atividade demonstrativa, clipes foram utilizados como modelo de partícula
para desenvolvimento da ideia de átomo, molécula, elemento químico e substância.
Foram colocados sobre a mesa da professora, dois conjuntos com 10 clipes de duas
cores diferentes (prateado convencional e o preto). Um clipe foi retirado de cada
conjunto, com isso foram determinados átomo A e átomo B, gerando ferramentas
para pensarem no conceito de átomo e de elemento. Foi feito até a separação do
último clipe de cada conjunto, criando um novo conjunto, substância AB, ao retirar
um membro desse novo conjunto novamente foram gerados subsídios para definir
substância e moléculas.
Durante toda a atividade, os alunos foram convidados a criarem anotações
para suas futuras discussões.
No encontro seguinte, foi realizada uma discussão coletiva, onde discutiram
todas as anotações realizadas durante as etapas anteriores e puderam elaborar
novas definições para os temas propostos no início da sequência didática.
No último encontro, foi aplicado um novo questionário para verificação da
compreensão dos conceitos, visando a possíveis alterações na internalização do
conteúdo e assim uma ressignificação.
4.3.1 Aplicação do Primeiro Questionário Posterior após Sequência Didática
Após a aplicação da sequência didática, ao final do semestre, foi aplicado
novamente um questionário (Quadro 5), para verificar se houve alterações nos
conceitos iniciais dos alunos. Nesse novo questionário agora com 13 outros
44
materiais, os alunos precisavam realizar a identificação de substâncias simples,
composta e misturas.
Da lista abaixo diga quais materiais são substância simples ou
composta e quais são misturas. Justifique suas respostas:
Material
Substância Simples
Substância Composta
Mistura
Ozônio
Amônia
Água
Grafite
Água Gasosa
Fósforo
Glicose
Ferro
Petróleo
Gás Carbônico
Álcool hidratado
GLP
Ar atmosférico
Quadro 4: Modelo do primeiro Questionário Posterior.
4.3.2 Aplicação do Segundo Questionário Posterior após final do teste
Após a aplicação desse novo teste, no final do semestre, garantindo 4 meses
desde a aplicação do primeiro teste para se conhecer as ideias prévias dos alunos
da amostra, houve subsídios para verificar se ocorreram alterações dos conceitos
iniciais dos alunos, cumprindo o objetivo inicial dessa pesquisa.
45
Após 10 meses da aplicação do questionário prévio, 6 meses depois da
aplicação do primeiro questionário posterior, foi aplicado o segundo questionário
posterior, no quadro 5a e 5b, que se trata de uma ampla contextualização do
conceito trabalhado na sequência didática aplicada:
1. Foram separados no laboratório, em determinadas condições, dois materiais com as seguintes
propriedades.
Material
1
2
Temperatura de fusão
0
-15,0 a -19,0 C
0
- 63,2 C
Temperatura de ebulição
0
85,0 a 91,0 C
0
61,2 C
A densidade do material 2 foi determinada experimentalmente e corresponde ao valor de 1,48
3
g/cm . Consultando tabelas das propriedades físicas em livros de Química, você descobriu que se
tratava de clorofórmio. Este material tem alto grau de toxicidade. Sua principal aplicação é como
solvente. A presença do mesmo é controlada no ar, solo e na água para consumo humano.
Os materiais 1 e 2 são misturas ou substâncias? Justificar a resposta.
Fonte: SANTOS e MOL (2010). Química cidadão-adaptado
2. Foram separados no laboratório, em determinadas condições, dois materiais com as seguintes
propriedades.
Propriedades físicas dos materiais
Material
Temperatura
fusão
0
1
0 C
0
2
-117 C
de
Temperatura
ebulição
0
100 C
0
78,3 C
de
Densidade
3
1,0 g/cm
3
0,79 g/cm
Consultando a tabela de propriedades físicas das substâncias, em livros de Química, verificou-se
que o material 2 se tratava de álcool etílico. Os materiais 1 e 2 são substâncias ou misturas?
Justificar a resposta.
Fonte: SANTOS e MOL (2010). Química cidadão-adaptado
3. O cloreto de sódio, ou sal de cozinha tem sempre uma composição de 39,3% de sódio e 60,7%
0
de cloro e em determinadas condições, temperatura de fusão igual a 801 C e temperatura de
0
ebulição de 1465 C. Ele não conduz a eletricidade no estado sólido; dissolve-se em água,
produzindo uma solução que conduz a eletricidade. Passando uma corrente elétrica através de
cloreto de sódio fundido, produzem-se sódio e cloro, os quais não podem ser decompostos em
outros materiais mais simples.
Os materiais cloreto de sódio, sódio e cloro são substâncias simples, substâncias compostas ou
Quadro
misturas?5a: Modelo do Segundo Questionário Posterior
46
Justificar a resposta
Fontes: HEIN e ARENA(1998). Fundamentos de Química Geral(adaptado)
4. (UFSM-RS-adaptado). O amianto comercial, conhecido também como asbesto, é um
material de origem mineral, constituído por fibras incombustíveis. É empregado como matériaprima na fabricação de materiais isolantes usados na construção civil, como o fibrocimento. O
uso dessas fibras vem tendo uma queda desde a década de 60, quando estudos confirmaram
os efeitos cancerígenos desse material, principalmente sobre o aparelho respiratório.
Indique se o amianto comercial, cimento e o fibrocimento são substâncias ou misturas.
Justificar a resposta.
5. Classifique cada um dos Quadro
seguintes
substância
simples,
substância composta
6: materiais
Modelo docomo
segundo
Questionário
Posterior
ou mistura:
a) Aço comum
b) Aço inoxidável
c) Ferro
d) Concreto
e) Bronze
f) Grafite
g) Esgoto Doméstico
h) GLP
i) Ozônio
j) Amônia
k) Chumbo
l) Sangue
m) Petróleo
Quadro 6: Modelo do segundo Questionário Posterior.
Justificar a resposta.
Quadro 5b: Questões aplicadas
Quadro 5b: Modelo do Segundo Questionário Posterior
47
5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
5.1 Análises Preliminares
Os resultados iniciais da pesquisa cobrem as ideias espontâneas dos alunos,
sobre o tema: “substância”, mostrando que existem diferenças entre suas respostas,
mas evidenciam que ao relacioná-las com o modo científico de se trabalhar as
ideias, tomam uma proporção de diferença bem maior.
Essas diferenças possivelmente possam ser explicadas pelos diferentes perfis
socioeconômico de cada turma mostrados nas tabelas construídas com base nos
dados da CPA descritas no capítulo da metodologia. De acordo com as teorias de
Vygotsky, cada indivíduo apresenta uma forma de relacionar as palavras ao
pensamento, pois, cada um fornece um significado diferente para cada coisa, mas
ele menciona que a troca desses pensamentos com o grupo, geram novas
significações e consequentemente novos pensamentos, ressaltando que o
pensamento se modifica ao longo da vida do indivíduo.
Com relação aos resultados da aplicação do questionário prévio, com o
levantamento das ideias espontâneas, com relação às justificativas das respostas
quanto à classificação dos materiais, os alunos evidenciaram na maioria deles,
somente o recurso referente ao número de elementos existentes, pois identificaram
substância como sendo somente um elemento e os mesmos presentes na natureza.
Já mistura, como sendo composta de dois ou mais elementos e fabricados. O que
mostra uma incoerência nas próprias observações, pois, muitos indicavam a água
como substância e não mistura, porém a água contém H e O, o que é de
conhecimento geral de todos. Somente dois alunos dos 37 participantes da
pesquisa, mencionaram sua composição, isso garante 8% com uma ideia de
propriedades relativa à definição.
Após a análise dos questionários respondidos pelos alunos, referentes às
justificativas das escolhas, separamos as concepções em quatro categorias:

Substância estaria ligado a materiais que se encontravam no estado
natural, ou seja, na natureza;
48

Substância estaria ligado a um único elemento químico;

Mistura estaria relacionado a produtos fabricados, não sendo portanto
encontradas na natureza; e

Substância estaria relacionado a propriedades físicas, ou seja, não
variavam quando a pressão e temperatura fossem constantes.
Um resultado semelhante foi observado por Costa (2004). Essa autora
classificou as concepções de seus alunos em duas categorias:
 Substância associada a origem natural;
 Substância associada a algo formado por uma coisa só.
Com relação à mistura, a autora ainda relata que foi associado somente a
uma categoria: a algo formado por ‘mais de uma coisa’.
Os estudantes que compunham a amostra do trabalho de Costa (2004),
vinham na maioria de Ensino Fundamental de escolas públicas, eram alunos com
idade entre 15 a 17 anos, estudantes do curso do primeiro ano de habilitação ao
magistério de uma escola pública no interior do Estado de São Paulo.
Quanto aos dados socioeconômicos, os alunos do nosso estudo também na
maioria provém de ensino médio realizados em escolas públicas.
Com relação às respostas, no nosso estudo, com exceção de um aluno da
amostra que relacionou ‘substância’ a algo que apresenta propriedades químicas
constantes a uma dada temperatura e pressão, os demais apresentaram pouca
variação, porém ainda observa-se entre os questionários a identificação de elemento
químico e origem natural das coisas, respostas bem semelhantes as encontradas
por Costa (2004).
5.1.1 Análises dos resultados dos alunos do curso de Engenharia Civil
Conforme análise dos questionários da turma de 2º período de Engenharia
Civil, os resultados apontados no gráfico 1 mostram as concepções inicial que os
alunos têm sobre os conceitos de ‘substância’ e ‘mistura’.
49
Gráfico 1: Relação aos conceitos prévios sobre substância e mistura dos
alunos do curso de Engenharia Civil.
Pode-se observar nesse gráfico que os alunos apresentam alguns equívocos,
pois mesmo aqueles que associavam o conceito de ‘substância’ a um elemento
químico (43% dos respondentes), acabam entrando em contradição, pois, quase
90% apontou a água como substância, mesmo possuindo dois elementos.
É possível entender que apesar de vários alunos afirmarem corretamente que
a água é uma substância, e sabendo que é composta por 2 átomos de hidrogênio e
1 de oxigênio deram justificativa de substância erroneamente, foi uma resposta de
senso comum, sem uma reflexão, ou vícios adquiridos pela trajetória acadêmica,
uma vez que de maneira geral, a maioria dos alunos provém de um ensino médio
em escolas públicas e é sabido que muitas escolas públicas apresentam diversas
deficiências em relação à disciplina de química, devido à falta de profissionais nesta
área, muitos saem das escolas com uma séria falta de conteúdo básico, dificultando
o papel do professor do ensino superior.
50
O gráfico 2 mostra quatro categorias utilizadas pelos alunos de Engenharia
Civil, para justificar suas respostas em relação aos conceitos de ‘substância’ e
‘mistura’.
Não tem variação
com temperatura
e pressão
3%
Estado natural
25%
Produto
fabricado
29%
Ligado ao
elemento
químico
43%
Estado natural
Ligado ao elemento químico
Produto fabricado
Não tem variação com temperatura e pressão
Gráfico 2: Categorização das justificativas dos alunos do curso de Engenharia
Civil.
5.1.2 Análises dos resultados dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária
Fazendo o mesmo processo, com relação aos alunos do curso de Engenharia
Ambiental e Sanitária, foi aplicado o mesmo questionário e os resultados estão
apresentadas no gráfico 3.
51
Gráfico 3: Relação aos conceitos prévios sobre substância e mistura dos
alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária.
Observa-se a partir do gráfico 3, que esses alunos apresentaram os mesmos
equívocos encontrados na turma de Engenharia Civil. O percentual de alunos que
relacionam substância como sendo o material que contém um único elemento
químico e mistura como sendo o material com mais de um elemento, estão
apresentados no gráfico 4.
[NOME DA
CATEGORIA]
[PORCENTAGEM]
Estado natural
33%
Ligado ao
elemento
químico
56%
Estado natural
Ligado ao elemento químico
Produto fabricado
Não tem variação com temperatura e pressão
Gráfico 4: Categorização das justificativas dos alunos do curso de Engenharia
Ambiental e Sanitária.
52
De acordo com o gráfico 4, vê-se que a identificação da água como
substância, apesar das diferenças entre as turmas, foi como na Engenharia Civil,
identificando substância como tendo um elemento, um percentual ainda maior.
5.2 Desenvolvimento da Sequência Didática
Na semana seguinte, a professora iniciou a sequência didática e trabalhou 4
aulas (4h-aula). Com relação a esta segunda parte, os educandos discutiram em
grupos suas ideias iniciais e após pesquisarem em livros, revistas técnicas, artigos e
Internet na biblioteca da instituição, montaram estratégias para chegarem a uma
nova definição para os conceitos estudados.
Nesta etapa, foi verificado que os materiais consultados serviram de estímulo
para que novas informações contrapôs-se com as já existentes, gerando o
desconforto da tormenta de ideias, causando uma desejada tormenta mental.
A escolha da atividade em grupo foi pensada nas interações socioculturais
dos participantes, pois de acordo com Vygotsky (2008), além do professor como
provocador e motivador, alguns alunos se destacam, devido às experiências
anteriores que possuem, auxiliando o professor, ocupando o papel de mediadores,
ajudando os demais integrantes do grupo.
Enquanto os alunos pesquisavam as definições levantadas na aula anterior, a
professora circulava entre as mesas e ouvia os comentários:
“Nossa, errei no exercício da semana passada”
“Professora, podemos refazer o questionário?”
“Nossa! Acertei a maioria dos materiais, que bom sou fera”.
Os integrantes dos grupos foram fazendo anotações para prepararem o
debate da próxima aula. Ainda no mesmo dia, na sala de aula, foi realizada uma
atividade prática demonstrativa.
Com relação à sequência desenvolvida, observamos três etapas: Seção Início
(contextualização da química na vida pessoal e profissional do profissional da
engenharia e aplicação do questionário prévio), Seção Desenvolvimento (atividade
53
de pesquisa na biblioteca, atividade prática demonstrativa e a discussão em grupo) e
Seção Encerramento (aplicação dos questionários posteriores). O tempo entre estas
seções foram do primeiro dia de aula com a aplicação do primeiro questionário para
a antepenúltima aula do semestre, o que forneceu 4 meses de distância entre os
questionários mais 6 meses até a aplicação do segundo questionário posterior.
Garantindo 10 meses da primeira para última aplicação.
Após o intervalo, a aula foi iniciada com a atividade demonstrativa adaptada
de Sanjuan (2010), com o objetivo de desenvolver a elaboração conceitual de
átomos, moléculas, elemento químico e substância, utilizando clipes como modelo
de partícula.
Com esta atividade, os alunos foram apontando suas observações e assim os
conceitos foram reforçados em um processo de elaboração conceitual remodelando
os conceitos de elemento químico.
Durante a aplicação da parte prática demonstrativa, pôde-se observar que
mesmo gerando brincadeiras no início, pois tratava-se de uma atividade lúdica,
aparentemente infantil, da montagem dos conjuntos de clipes, foi tomando outra
proporção ao longo de seu desenvolvimento e questões com relação as associações
do conceito de elemento, átomo, substância e mistura foram facilmente relacionadas
aos clipes, facilitando a compreensão.
Mais uma vez, foi constatado que o trabalho desenvolvido na sala toda como
um único grupo, facilitou a demonstração, pois os alunos mediadores auxiliaram a
atividade e a interação com os demais, destacando que o ser humano é um
indivíduo social e interage com facilidade com seus pares, facilitando a
aprendizagem, questão destacada por Vygotsky (2008).
Na semana seguinte, iniciou-se uma discussão a respeito dos conceitos,
confrontando a concepção prévia de ‘substância’ e ‘mistura’ e as novas adquiridas
após realizarem pesquisas na biblioteca, entraram em contato com as ideias de
outros autores e participaram da prática demonstrativa com os clipes, ou seja,
partindo da Zona atual – real de conhecimento, para a zona desejada de
conhecimento, conhecida como ZDP na teoria de Vygotsky, já abordada no capítulo
2.
54
Durante todas essas etapas foram solicitadas anotações das informações
colhidas e das dúvidas encontradas, para servirem de argumentos na discussão
sobre os conceitos fundamentais da química, em estudo.
À medida que a discussão ocorria, os alunos eram instigados a relatarem
suas observações. Algumas falas dos alunos foram anotadas e transcritas para esta
dissertação.
“Elemento é formado por vários átomos iguais”.
“Elemento é um conjunto de átomos”.
“Substância é um conjunto de moléculas”.
“Substância é um conjunto de moléculas formadas por átomos iguais ou
diferentes”.
Essas ponderações foram todas realizadas no coletivo e tentamos construir
novas definições que abarcassem o maior número de colocações, dúvidas e
divergências que surgiram. A cada nova observação, a professora anotava na lousa
e refazendo o texto conforme apareciam os pontos, até chegarem no conceito que
todos os alunos acreditaram ser o que melhor definiam os temas em estudo.
Ressalta-se que o objetivo deste experimento foi obter do aluno o conceito
que ele tinha sobre os conhecimentos a respeito de: elementos, substância e
mistura. Notou-se que os alunos não tinham uma formação conceitual correta o que
evidenciava respostas erradas ou incompletas sobre os conceitos testados, porém a
atividade não tinha o objetivo de obter respostas perfeitas, mas obter a
parametrização dos conceitos internalizados pelos alunos, para em momento
posterior, em sala de aula, serem trabalhados, evitando falhas na aprendizagem.
O resultado final da construção coletiva, naquele momento, sobre os
conceitos foram anotados no caderno de notas para constarem como relatos nessa
dissertação.
“Elemento Químico: Um tipo particular de átomos, com algumas
características específicas.”
“Substância: Qualquer material que apresente propriedades definidas e
pouco variáveis em determinadas condições, geralmente a mesma pressão
e temperatura “.
55
“Mistura: “Qualquer material constituídos por mais de uma substância e com
propriedades variáveis dependendo de cada amostra mesmo mantendo a
mesma pressão e temperatura”.
Cabe aqui ressaltar que para realizar esta construção foi necessário também
trabalhar o conceito de ‘materiais’ como sendo tudo aquilo que o homem utiliza na
vida e na indústria, pois seria muito difícil trabalhar o conceito de ‘substância’ sem
que esse tema fosse consolidado.
Mais uma vez, pensando em Vygotsky, a reconstrução dos conceitos feita no
coletivo foi importante, pois, ao estarem todos juntos, com um foco único, fez com
que os alunos mais experientes, com mais domínio do assunto, e que já se
encontravam em um nível real superior, ajudassem os demais a alcançarem a ZDP
proposta e transformarem-na na nova Zona Real.
É importante ressaltar que o “outro” nessa situação auxiliou a docente a
atingir as metas desejadas, servindo também como mediadores conforme descrito
por Bruner (1961) na introdução do livro ‘Pensamento e Linguagem’, Vygotsky
(2008)
“... Seu ponto de vista é o da atividade mediadora. Os conceitos e a
linguagem que infunde dão força e estratégia à atividade cognitiva. A
capacidade de impor estruturas superiores no interesse de ver as coisas de
modo mais simples é tida como um dos poderosos instrumentos da
inteligência humana. (VYGOTSKY, 2008, p. 12)
Para finalizar a sequência, as duas turmas responderam novamente o
questionário e os resultados apresentaram significativas diferenças em relação à
assertividade das respostas em comparação com as ideias iniciais apontadas no
primeiro questionário, cerca de 80% das questões foram respondidas corretamente
na turma de Engenharia Civil e na Engenharia Ambiental e Sanitária, esse número
foi ainda maior, cerca de 90%, o que leva a pensar que quanto mais tempo para
atividades práticas, ao invés de somente a parte teórica, ganha-se ao final do
trabalho, com o rendimento dos alunos.
56
5.3 Análise dos resultados do questionário após aplicação da sequência didática
Na gráfico 5, a turma de 2º período de Engenharia Civil, agora com 22 alunos
respondentes, ficaram evidenciadas algumas alterações conceituais importantes.
Novos materiais foram trabalhados e somente dois se repetiram (água e o
ferro), o número de questionário aplicados diminuiu, pois alguns alunos do início do
semestre já tinham trancado sua matrícula ou não compareceram no dia do
questionário final.
Gráfico 5: Resultados da classificação de substância e mistura referentes à
aplicação do 1º Questionário Posterior dos alunos do curso de Engenharia
Civil.
A confusão inicial feita em relação à água, sobre a definição de substância e
mistura, já não acontece mais nesta etapa, o resultado pode ser evidenciado pelo
gráfico 6, que avalia as evoluções do conceito inicial em que houve alteração dos
conceitos iniciais e que a ZDP foi alcançada e transformada em nova zona real.
Outro aspecto a ser apontado é o conceito de mistura verificado nos
materiais: petróleo, álcool hidratado e ar atmosférico. Algumas confusões ainda com
relação à substância composta e mistura, conceitos estes que deverão ainda ser
melhorados com novos estudos para aplicações de outras sequências didáticas para
novas turmas, pois o processo de ensino-aprendizagem é muito complexo, devendo
o professor estar sempre atento aos sinais que indicam dificuldades.
57
O gráfico 6 apresenta os resultados da Turma de 2º período de Engenharia
Ambiental, agora com 8 alunos presentes em relação às suas respostas sobre
substância e mistura realizadas na aplicação do primeiro questionário posterior à
sequência didática.
Gráfico 6: Resultados da classificação de substância e misturas referentes à
aplicação do 1º Questionário Posterior dos alunos do curso de Engenharia
Ambiental e Sanitária.
Também nesta turma houve menor redução no número de estudantes, neste
caso, somente um aluno fez o trancamento da matrícula.
Pode-se observar, nesse gráfico, pontos em comum como os encontrados na
turma de Engenharia Civil, com relação ao conceito de substância e mistura. Por
exemplo em relação à água, também não acontece mais a sua associação ao
conceito de mistura, somente à substância composta. Por outro lado, pode-se
apontar equívocos com relação à substância composta e mistura, como no caso do
GLP, em que alguns estudantes associaram à substância composta e não uma
mistura de hidrocarbonetos, entretanto, esses enganos aconteceram em menor
porcentagem que na turma de Engenharia Civil.
Por fim, o processo pareceu ter contribuído para evolução conceitual dos
futuros engenheiros, favorecendo a existência de modelos mais próximos dos
estabelecidos pela comunidade científica.
58
5.4 Análise dos resultados do 2º Questionário Posterior aplicado
Após um espaço de 10 meses da aplicação da sequência didática, utilizado
para verificação dos conhecimentos prévios dos alunos, foi aplicado um novo
questionário (Quadro 5), só que dessa vez com questões significativamente
contextualizadas, que exigiram uma dedicação maior de 10 alunos da Engenharia
Civil e 5 alunos da Engenharia Ambiental e Sanitária. Realizou-se também uma
discussão, a qual foi gravada e foi analisada para compor parte dessa dissertação.
Analisando as respostas dos alunos do curso de Engenharia Civil referentes à
primeira questão, pode-se observar no quadro 6:
ALUNO
SUBSTÂNCIA
1
1e2
2
2
3
1e2
4
2
5
1e2
6
2
7
MISTURA
CATEGORIA
REAÇÃO
1
ELEMENTOS QUÍMICOS
COMPOSIÇÃO
1
ELEMENTOS QUÍMICOS
PROPRIEDADES FÍSICAS
1
ELEMENTOS QUÍMICOS
1e2
NATUREZA
8
1e2
PROPRIEDADES FÍSICAS
9
2
1
ELEMENTOS QUÍMICOS
10
2
1
PROPRIEDADES FÍSICAS
Quadro 6: Tabulação da 1ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos do
curso de Engenharia Civil.
Observa-se, nesse quadro, que os alunos mantiveram algumas categorias
encontradas no questionário prévio, mas surgiram diferenças em relação as
propriedades e composição dos materiais, em que relacionavam o conceito de
‘substância’ e ‘mistura’ em: Reações Químicas, Composição, Propriedades Física,
Elementos Químicos e A natureza – produtos naturais. O gráfico 7 mostra a
porcentagem de alunos e as categorias usadas como justificativa das respostas
sobre substâncias e misturas.
59
Natureza
10%
Reação
10%
Propriedades
Físicas
30%
Elementos
Químicos
40%
Composição
10%
Reação
Elementos Químicos
Composição
Propriedades Físicas
Natureza
Gráfico 7: Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Civil.
Nesta nova análise, observam-se alterações nas categorias, conforme gráfico
7. Um aluno dessa amostra, ou seja, 10% introduziu o conceito de reação, ao falar
que os materiais 1 e 2 são substâncias pois não apresentam reações químicas,
ainda se nota que 40% da amostra (4 alunos) associam substâncias a composições
químicas e propriedades físicas, mas ainda restam 4 alunos, que correspondem a
40%, associando substância à quantidade de elementos químicos, o que nos
permite concluir que após 10 meses de aplicação da sequência didática, ainda
continuam com ideias errôneas com relação aos conceitos. Mas se as respostas
fornecidas no questionário prévio forem verificadas, em que somente 2% da amostra
associou substância corretamente, houve uma evolução significativa do conceito em
relação a aplicação do primeiro questionário posterior, ressaltando o tempo entre a
aplicação dos mesmos, pois tivemos 6 meses entre eles na tentativa de evitarmos
uma aprendizagem mecânica.
Ao aplicar o questionário na turma de Engenharia Ambiental e Sanitária,
observou-se a semelhança das escolhas quando comparadas à pesquisa aplicada
para a turma de Engenharia Civil, com relação às categorias indicadas na 1ª
questão, conforme mostra no quadro 7.
60
ALUNO
SUBSTÂNCIA
MISTURA
CATEGORIA
1
1E2
2
2
1
PROPRIEDADES FÍSICAS
3
2
1
PROPRIEDADES FÍSICAS
4
2
1
PROPRIEDADES FÍSICAS
5
1E2
COMPOSIÇÃO
COMPOSIÇÃO
Quadro 7: Tabulação da 1ª questão do 2º questionário posterior aplicados aos
alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária.
Entretanto, percebe-se que os alunos apresentaram como justificativa para as
definições conceituais, somente duas categorias: composição e propriedades físicas
da matéria, conforme mostrado mais detalhadamente no gráfico 9, que dividem em
duas categorias, deixando de lado a concepção inicial, em que relacionavam a
materiais encontrados na natureza e a quantidade de elementos encontradas na
formulação.
Composição
40%
Propriedades
físicas
60%
Composição
Propriedades físicas
Gráfico 8: Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Ambiental e Sanitária referentes à 1ª questão.
Portanto, para esse grupo de alunos observou-se que houve uma alteração
total dos conceitos prévios.
61
Com relação à segunda questão, o quadro 8 mostra que os alunos de
Engenharia Civil escolheram três categorias para justificar suas respostas.
ALUNO
SUBSTÂNCIA
MISTURA
1
1e2
COMPOSIÇÃO
2
1e2
ELEMENTOS QUÍMICOS
3
1e2
ELEMENTOS QUÍMICOS
4
1e2
ELEMENTOS QUÍMICOS
5
CATEGORIA
1e2
PROPRIEDADES FÍSICAS
6
2
1
ELEMENTOS QUÍMICOS
7
2
1
OUTRAS
8
1e2
PROPRIEDADES FÍSICAS
9
1e2
ELEMENTOS QUÍMICOS
10
1e2
PROPRIEDADES FÍSICAS
Quadro 8: Tabulação da 2ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos do
curso de Engenharia Civil.
A seguir, no gráfico 9, são apresentadas as categorias apontadas pelos
alunos da Engenharia Civil com relação à 2ª questão.
Propriedades
físicas
30%
Composição
10%
Outros
Elementos Químicos
Outros
10%
Elementos
Químicos
50%
Composição
Propriedades físicas
Gráfico 9: Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Civil referentes à 2ª questão.
62
Nesta questão, pode-se ainda verificar que 50% dos alunos mantiveram a
associação do conceito ‘substância’ à quantidade de elementos químicos, porém
50% já conseguiu pensar em composição e propriedades físicas.
A mesma análise foi feita com as respostas dos alunos do curso de
Engenharia Ambiental e Sanitária e as considerações apontadas no quadro 9.
ALUNO
SUBSTÂNCIA
MISTURA
CATEGORIA
1
1e2
COMPOSIÇÃO
2
1e2
PROPRIEDADES FÍSICAS
3
1e2
OUTRAS
4
1e2
PROPRIEDADES FÍSICAS
5
1e2
COMPOSIÇÃO
Quadro 9: Tabulação da 2ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos do
curso de Engenharia Ambiental e Sanitária.
Com relação às categorias encontradas nessa análise, vê-se mais uma vez
que a esses alunos de Engenharia Ambiental e Sanitária, isto é, 100% dos alunos já
associam ‘substância’ às suas composições e propriedades físicas, mostrando que
compreenderam seus conceitos.
Ainda em relação à Engenharia Ambiental e Sanitária e a escolha das
categorias com relação à 2ª questão, pode-se ver no gráfico 10 que 80% dos
estudantes justificam a escolha das categorias em composição e propriedades
físicas da matéria.
63
Outros
20%
Propriedades
físicas
40%
Composição
40%
Outros
Composição
Propriedades físicas
Gráfico 10: Categorias encontradas na análise dos dados dos alunos do curso
de Engenharia Ambiental e Sanitária referentes à 2ª questão.
Já na terceira questão, é citado um sal de conhecimento geral de todos (sal
de cozinha) e mais uma vez foi solicitado o conceito de substância, mas dessa vez
foi incorporado o conceito de ‘substância simples e substância composta’.
O quadro 10 mostra quase uma unanimidade pela escolha da categoria
‘elemento químico’ como sendo a justificativa apontada para as definições, somente
um dos alunos não deixou claro sua fundamentação, apontando NaCl como uma
mistura, o que mostra que neste caso não houve alteração do conceito inicial, mas
voltando aos demais alunos, nenhum associou o conceito de ‘substância’ a somente
um elemento e mistura à junção de 2 ou mais elementos, o que nos mostra uma
alteração na conceituação.
SUBSTÂNCIA
SIMPLES
SUBSTÂNCIA
COMPOSTA
1
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
2
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
3
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
4
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
5
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
6
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
7
Na e Cl
ALUNO
MISTURA
NaCl
CATEGORIA
REAÇÃO QUÍMICA
64
8
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
9
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
10
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
Quadro 10: Tabulação da 3ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil.
Já no caso dos alunos da Engenharia Ambiental e Sanitária, a justificativa
apontada por todos para subsidiar o conceito de ‘substância’ foi a de ‘elemento
químico’, conforme mostrado no quadro 11, porém neste caso a fundamentação foi
feita em função da tabela periódica e o conceito de elemento e não no conceito de
substância sendo aquela que apresenta 1 elemento e mistura dois ou mais,
conforme quadro a seguir:
ALUNO
SUBST. SIMPLES
SUBST. COMPOSTA
MISTURA
CATEGORIA
1
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
2
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
3
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
4
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
5
Na e Cl
NaCl
ELEMENTOS QUÍMICOS
Quadro 11: Tabulação da 3ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária.
Com relação à 4ª questão, o quadro 12 apresenta os resultados obtidos pelos
alunos de Engenharia Civil, mostrando novamente o conceito de diferenciação entre
‘substância simples’ e ‘substância composta’, o mesmo retrato da questão anterior
foi verificado, o conceito de ‘substância’ está intimamente ligado a ‘elemento
químico’.
AMIANTO COMERCIAL
CIMENTO
FIBROCIMENTO
CATEGORIA
1
SUBSTÂNCIA
SUBSTÂNCIA
SUBSTÂNCIA
REAÇÃO
2
MISTURA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
ALUNO
65
QUÍMICOS
3
MISTURA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
4
SUBSTÂNCIA
COMPOSTA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
5
SUBSTÂNCIA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
6
SUBSTÂNCIA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
7
SUBSTÂNCIA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
8
SUBSTÂNCIA
SUBSTÂNCIA
SUBSTÂNCIA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
9
MISTURA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
10
SUBSTÂNCIA
COMPOSTA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
Quadro 12: Tabulação da 4ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil.
O mesmo se repetiu para os alunos do curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária da amostra, 100% deles relacionam os conceitos de ‘substância’ e ‘mistura’
a ‘elementos químicos’, como pode ser observado no quadro 13.
AMIANTO
COMERCIAL
CIMENTO
FIBROCIMENTO
CATEGORIA
1
MISTURA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
2
SUBSTÂNCIA
COMPOSTA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
3
SUBSTÂNCIA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
4
SUBSTÂNCIA
COMPOSTA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
5
MISTURA
MISTURA
MISTURA
ELEMENTOS
QUÍMICOS
ALUNO
Quadro 13: Tabulação da 4ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
de Engenharia Ambiental e Sanitária.
66
Observando estas respostas, verificou-se que a maioria dos erros na
classificação se deram pelo desconhecimento do material Amianto, pois somente 3
alunos da Engenharia Civil (30%) associaram corretamente, no caso da Engenharia
Ambiental e Sanitária somente 2 alunos dos 5 responderam corretamente. Apesar
do equívoco, observamos o interesse dos alunos que desconheciam o que seria
amianto, em perguntar sobre o material. Porém, o mineral é encontrado na natureza
basicamente na forma de silicato de magnésio, mas contém outros materiais como
impureza o que caracterizar como uma mistura.
O quadro 14 mostra os resultados das respostas dadas pelos alunos que
compunham o curso de Engenharia Civil, referentes à 5ª questão, apresentada no
quadro 5b.
AÇO COMUM
SUBSTÃNCIA
SIMPLES
SUBSTÃNCIA
COMPOSTA
MISTURA
% ACERTOS
1
6
3
30
6
4
40
AÇO INOXIDÁVEL
FERRO
10
100
CONCRETO
10
100
BRONZE
5
5
0
GRAFITE
4
6
40
ESGOTO
DOMÉSTICO
10
100
3
30
GLP
1
6
OZÔNIO
1
9
10
AMÔNIA
2
8
80
CHUMBO
10
SANGUE
PETRÓLEO
1
100
4
6
60
7
2
20
Quadro 14: Tabulação da 5ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Civil.
67
Analisando os acertos, pode-se observar uma média de 71% do resultado
encontrado anteriormente (cerca de 80%), mas percebe-se deficiência na
identificação das ligas metálicas, em que há somente 23% de acerto, sendo a liga de
bronze o pior caso com nenhum acerto. Outro ponto importante a ser considerado foi
que persiste a confusão entre substância simples e substância composta e mistura,
mas trata-se de um resultado satisfatório considerando o fator tempo entre o
preenchimento dos questionários pelos alunos.
No caso dos alunos de Engenharia Ambiental e Sanitária, o quadro 15
apresenta resultados diferentes dos encontrados no gráfico referentes aos alunos de
Engenharia Civil, conforme vemos a seguir:
AÇO COMUM
SUBSTÂNCIA
SIMPLES
SUBSTÂNCIA
COMPOSTA
MISTURA
% ACERTOS
2
1
2
40
1
4
80
AÇO
INOXIDÁVEL
FERRO
5
100
CONCRETO
BRONZE
3
GRAFITE
5
1
5
100
1
20
100
ESGOTO
DOMÉSTICO
5
100
GLP
5
100
OZÔNIO
5
AMÔNIA
CHUMBO
100
5
5
100
SANGUE
PETRÓLEO
100
1
5
100
4
80
Quadro 15: Tabulação da 5ª questão do 2º Questionário Posterior dos alunos
do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária.
68
Para esta turma, pode-se observar uma média de 86% de acertos, o que está
próximo do resultado encontrado anteriormente, cerca de 90% e, diferente da turma
de Engenharia Civil, os resultados não apresentaram uma discrepância em relação a
um dos materiais, somente as ligas de bronze e aço tiveram um número de acertos
bem abaixo do esperado, devido ao fato de serem tão conhecidas no mercado, pois
tem grande uso nos dois campos de atuação. Após um semestre, os alunos se
dispuseram a realizar novamente a pesquisa e que muitos conceitos foram
mantidos.
Outro fator que deve ser ressaltado é que passados 10 meses entre a
aplicação do questionário prévio e a aplicação do 2º questionário posterior, pode-se
notar a evolução dos acertos encontrados:
 Engenharia Civil de 63% acertos no questionário prévio, para 71% de
acerto após aplicação da sequência didática;
 Engenharia Ambiental e Sanitária de 52% acertos no questionário
prévio, para 86% de acerto após aplicação da sequência didática.
Pode-se observar que 11% de evolução na turma de Engenharia Civil, mas
nos alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária a evolução chegou em
34%, um número bastante significativo.
Comparando o perfil de alunos dos dois cursos verificou-se que o curso de
Engenharia Civil possui alunos com maior faixa etária e de um poder aquisitivo
menor, está dividido pela metade entre homens e mulheres e tem alunos que vieram
de diferentes escolas, mas predominantemente escola pública. Já o aluno do curso
de ambiental é mais jovem, predominância do sexo feminino, e com poder aquisitivo
maior, mas em relação à escola que cursaram o ensino médio também existe uma
predominância da escola pública.
Acredita-se que as diferenças existentes entre as duas turmas possa ser um
ponto importante para justificar a diferença nos resultados obtidos por ambas as
turmas.
69
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O processo de ensino-aprendizagem, como descrito neste trabalho, mostra
ser bem complexo, em particular na mudança conceitual dos alunos, em que o
professor ocupa uma posição mediadora, direcionando-os e motivando-os durante
este processo. Existem diversas abordagens que poderiam ser feitas no auxílio do
alcance aos objetivos formulados nesta dissertação, na tentativa de identificar as
concepções dos estudantes de engenharia sobre o conceito de substância e na
evolução do mesmo a partir da aplicação de uma sequência didática.
Dentre as diversas possibilidades, apoiadas nas teorias do processo de
ensino-aprendizagem, foram escolhidas aquelas relacionadas à teoria sociocultural
de Vygotsky, em que se fez um reconhecimento prévio das informações dos alunos,
para verificação do estágio real em que se encontravam – para que no decorrer das
atividades fossem criadas diversas ideias que poderiam gerar instrumentos de
transformação para passar do degrau atual para a ZDP e transformá-la na nova
zona atual de conhecimento. Isso só foi possível porque existe mais de um ator no
processo da construção desses conceitos, pois, além do professor, existe outro
elemento mediador, alguns alunos se destacaram, ajudando os demais no alcance
das metas. Nesse processo, a palavra foi o ponto principal de contato social e
fundamental para a formação de novos conceitos.
Ao término da sequência e análise dos dados obtidos, notou-se que os
resultados alcançados só foram possíveis porque em sala de aula existem diversos
atores, cada um com uma história de vida como ser social e com experiências e
conhecimentos diversos.
Quando
são
direcionados
a
buscarem
conceitos
fundamentais da Química e trocarem entre si informações e experiências, poderão
alicerçar a base para o andamento da disciplina, contribuindo para as futuras
disciplinas que necessitam dessa base e que virão ao longo do curso.
De forma geral, trabalhar com o conhecimento dos conceitos abordados
desde a antiguidade até os dias de hoje foi surpreendente, pois parecia algo
cansativo e impróprio de ser abordado na disciplina de Química Geral em um curso
de engenharia, porém a participação dos alunos mostrou que era pertinente esta
70
escolha, quebrando o primeiro paradigma, pois não foi observado, em momento
algum, por nenhum dos alunos, aborrecimentos ou impaciência, pelo contrário,
vários alunos fizeram essa reflexão quando pesquisaram e depois trouxeram-na
para as discussões coletivas, podendo dizer que a noção dessa construção
entendida como constituição de saberes determinada historicamente mostrou-se
oportuna nessa premissa.
Outro paradigma quebrado durante esta sequência foi a atividade lúdica da
aquisição dos conceitos elementares, por meio da associação dos ‘clipes’,
anteriormente à aplicação da mesma, não poderia pensar que o comportamento dos
alunos diante da atividade aparentemente “infantil” pudesse motivá-los a seguir em
frente e participarem com entusiasmo, como pôde ser constatado posteriormente.
A aplicação do segundo questionário posterior foi favorável, fornecendo um
rico material que poderá ser desenvolvido após essa dissertação, em vistas que na
área de ensino, a melhoria contínua é uma busca eterna.
Mesmo com as observações diferentes do segundo questionário posterior
aplicado em relação ao primeiro questionário posterior, com resultados um pouco
inferiores em relação aos acertos, foi extremamente pertinente e gratificante, pois
constatou-se que mesmo após um semestre os alunos estavam predispostos a
prosseguir com a análise e, melhor ainda, saber que os resultados alcançados no
final do semestre anterior não foram fixados por algum processo de memorização
mecânica do conceito e sim de compreensão da importância do tema e da Química
como uma ciência na formação do profissional de engenharia.
Um fator que possibilitou fazer o levantamento dos dados relativos às
informações socioeconômicas da amostra foi a facilidade no acesso aos
documentos da instituição, pois conforme apontado no referencial teórico, Vygotsky
se apoia em uma premissa sociocultural e seria muito difícil abordá-lo sem fazer
menção aos aspectos sociais das amostras e fazer as análises encontradas nos
resultados descritos no capítulo anterior.
Como dito no início das considerações finais, o processo ensinoaprendizagem é bastante complexo e existem inúmeras variáveis que devem ser
levadas em consideração, tais como: diferenças na quantidade de alunos em sala,
71
diferenças no percentual de mulheres, devido a maior concentração das mesmas
durante as aulas, diferenças na faixa etária, tipo de escola onde cursou o ensino
médio, identificação da professora com o curso de engenharia ambiental pelo fato de
ser engenheira química e ter vivenciado mais os exemplos trabalhados e, por fim, o
fato de alguns não trabalharem e possuírem mais tempo para estudarem os
conteúdos trabalhados em sala de aula.
De maneira geral, os alunos em questão são jovens, acabaram o Ensino
Médio há pouco tempo, a maioria em escolas públicas, vêm de uma classe social
variada e estudam no período da manhã, muitos não trabalham e alguns estão
estagiando.
A partir dessas pesquisas, foi possível observar uma evolução dos conceitos
prévios dos alunos com relação à ‘substância’, mais próxima ao modelo científico,
porém será necessário aprimorar mais as atividades realizadas ao longo do
semestre, pois vários alunos ainda persistem em associar o conceito de substância
e mistura à ‘quantidade de elementos químicos’ e sua origem em natural ou não
natural, como pôde ser observado no caso da questão referente ao amianto
comercial e de maneira geral nas ligas metálicas com destaque à liga de bronze.
Deixa-se sugerida a relação “problema – observação – conclusão”, propondo
dentre as atividades realizadas na sequência, a utilização de aulas de laboratórios,
em que poderão ser levados diversos materiais com desenvolvimento de estudos e
análises das suas composições e das propriedades físicas dos mesmos e pesquisas
em outros materiais didáticos sobre as propriedades determinadas, ressaltando a
importância de um ensino adequado, feito de maneira crítica e com ferramentas
diversas que irão auxiliar professores e alunos na construção do conhecimento, a
partir de uma abordagem empírico-analitica /atômico-molecular.
Outra possibilidade de pesquisa futura é a análise das interações discursivas
na mudança conceitual do conceito de substância e o aprimoramento dos padrões
dialógicos utilizado numa abordagem vygotskyana. A mesma poderia contribuir para
um melhor esclarecimento sobre as dificuldades que ainda apresentam os alunos
depois da aplicação da sequência didática.
72
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