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ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 3, p. 197-213, set./dez. 2018.
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Problematizando o ensino de modelos
atômicos: estudo das representações e o
uso de um jogo didático
RESUMO
Luana Carol de Camargo
luanacamargo1328@gmail.com
orcid.org/0000-0002-1918-1345
Universidade do Estado de Santa
Catarina (UDESC), Joinville, Santa
Catarina, Brasil
Sara de Simas Asquel
sara_asquel@hotmail.com
orcid.org/0000-0002-0354-6565
Universidade do Estado de Santa
Catarina (UDESC), Joinville, Santa
Catarina, Brasil
Brenno Ralf Maciel Oliveira
brenno.oliveira@udesc.br
orcid.org/0000-0002-4103-4739
Universidade do Estado de Santa
Catarina (UDESC), Joinville, Santa
Catarina, Brasil
O presente trabalho busca discutir sobre o ensino de modelos atômicos no ensino médio a
partir do uso de diversificados recursos didáticos, buscando superar algumas das
dificuldades atreladas ao processo ensino-aprendizagem deste conteúdo. Para tal,
planejou-se uma sequência de aulas em que se explorou o uso de representações mentais,
modelos e um jogo didático. O planejamento foi realizado por licenciandas em Química e
aplicado com alunos do primeiro ano do Ensino Médio em uma escola estadual de
Joinville/SC. A exploração e discussão sobre as representações mentais do átomo, a partir
de desenhos feitos pelos alunos, mostraram-se importantes para problematizar a ideia da
criação de modelos para algo que não se vê, refletindo sobre o papel dos atomistas. O uso
dos modelos auxiliou diretamente nessa (re)construção da compreensão acerca de cada
modelo atômico estudado. Os jogos didáticos promoveram a participação e a curiosidade
da turma, proporcionaram melhoras no aprendizado dos alunos a partir da interação
estabelecida entre eles, revelando ser uma importante ferramenta de avaliação para a
aprendizagem. As ferramentas utilizadas mostraram alto potencial para o ensino de
modelos atômicos, mas precisam de uma mediação consciente do professor. Conclui-se ser
fundamental que o ensino de modelos atômicos seja precedido, ou problematizado
concomitantemente, por discussões que tenham por base o uso da linguagem, a exploração
da ideia de representação e uso de modelos e analogias, para dar coerência ao aprendizado
dos estudantes.
PALAVRAS-CHAVE: Ensino de Química. Recurso didático. Modelos representacionais.
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 3, p. 197-213, set./dez. 2018.
INTRODUÇÃO
A dificuldade na compreensão dos conteúdos químicos por parte dos alunos,
de um modo geral, deve-se ao fato de a Química ser estudada de maneira
fragmentada, envolvendo conceitos abstratos e linguagem simbólica bastante
específica.
Os estudos de Johnstone (2000) discutem acerca da ideia de representação do
conhecimento químico em três níveis: um deles denominado macroscópico, que
considera aquilo que é essencialmente sensorial ou perceptivo; um nível chamado
de submicroscópico, de característica exploratória ou molecular do fenômeno em
estudo; e o nível representacional, que consiste no aspecto simbólico inerente ao
assunto estudado. A figura 1 apresenta o triângulo proposto por Johnstone (2000),
que estabelece a relação entre estes três níveis de maneira a articular as diferentes
dimensões do conhecimento químico.
Figura 1 Níveis do conhecimento químico propostos no triângulo de Johnstone
Fonte: adaptado de Johnstone (2000).
Nesse sentido, o conhecimento químico se torna mais significativo para os
estudantes quando esses três níveis se relacionam durante o ensino dos
conteúdos. Por isso, é importante que os professores explorem diferentes
estratégias e ferramentas didáticas que busquem relacionar os níveis propostos no
triângulo de Johnstone, a fim de dar maior sentido àquilo que se ensina.
Muitas vezes, ao ensinar alguns conceitos químicos considerados abstratos,
ou que não permitem uma exploração mais fenomenológica, os professores
utilizam analogias, a fim de auxiliar na compreensão do conteúdo e/ou dos
fenômenos estudados (SOUZA; JUSTI; FERREIRA, 2016). Para estes autores, as
analogias são um tipo específico de modelo de ensino que pode ser entendida
“como comparações entre dois domínios diferentes. Em outras palavras, dizer que
“A” é análogo de “B” implica que “A” é como se fosse “B”, ou que “A” e “B”
compartilham algumas características” (SOUZA; JUSTI; FERREIRA, 2016, p.9).
As analogias possuem muitas características positivas no processo de ensino-
aprendizagem, já que elas podem estabelecer uma relação entre o que é familiar
e o que é desconhecido pelos alunos. Contudo, possuem também aspectos
limitantes no ensino, como as possíveis más interpretações ou generalizações que
podem levar a formas equivocadas de raciocínio.
O uso de analogias no ensino de Química é bastante comum (LIMA et al, 2016),
entretanto esse uso precisa ser mais problematizado entre os professores, para
que sua utilização seja feita de maneira consciente, com base em uma reflexão
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sobre as limitações e potencialidades da mesma no ensino de cada conteúdo. Um
exemplo comum do uso de analogias no ensino de Química está presente no
ensino de modelos atômicos.
O conteúdo curricular de modelos atômicos é abordado normalmente no
ensino médio a partir de diversas representações do átomo e os pensadores desses
modelos. O pensamento acerca da constituição da matéria teve origem na Grécia
antiga e desde então variados modelos atômicos surgiram. Entretanto, muitas
vezes a abordagem desse conteúdo se limita a mera apresentação dos modelos e
de seus atomistas, ou ainda, uma simplificação dos modelos às analogias, gerando
grande confusão no aprendizado dos estudantes.
Consideramos que seja fundamental uma discussão sobre as evidências que
cada atomista teve para propor seu modelo, bem como da exploração das
representações mentais dos estudantes, de modo que a compreensão dos alunos
não se limite apenas ao uso das analogias, mas que seja mais ampla no sentido de
compreender o modelo análogo a partir de um pensamento mais elaborado.
Dentre as dificuldades relacionadas ao ensino de modelos atômicos ressalta-
se a difícil abstração e assimilação por parte dos alunos. Essa dificuldade se dá pelo
fato do estudo sobre o átomo envolver o nível submicroscópico, ou seja, o átomo
é algo que não se pode tocar, nem visualizar. Por isso, Santos e Schnetzler (1997)
ressaltam que esse vel deveria ser ensinado através do uso de modelos
simplificados que são mais acessíveis a compreensão dos alunos, e esse estudo,
por sua vez, seria precedido por uma discussão acerca dos aspectos macroscópicos
das propriedades dos materiais e das transformações envolvidas.
Os modelos são entendidos, segundo Santana, Sarmento e Wartha (2011)
como imagens que são construídas para ajudar a entender a realidade, ou seja, é
necessário que haja relação dele com o que se quer ressaltar, bem como se deve
enfatizar que o modelo não é a cópia da realidade e sim apenas uma
representação, uma analogia. Portanto, essas representações são explicações
provisórias, cujas capacidades explicativas são maiores do que apenas com o uso
de analogias (SANTANA; SARMENTO; WARTHA, 2011).
As representações dos modelos atômicos podem contribuir para a construção
de uma imagem do que se quer estudar sobre o átomo, na imaginação dos alunos.
Por isso, considera-se que o uso de representações dos modelos atômicos pode
ter um grande potencial enquanto recurso didático, desde que sejam tomados
alguns cuidados que reafirmem a ideia do que significa um modelo e uma
representação para os alunos.
Além disso, consideramos também que a inserção de jogos didáticos em aulas
de Química pode estimular a participação e interesse dos estudantes, devido a seu
aspecto lúdico e de dinamização da aula, podendo auxiliá-los no aprendizado.
Segundo Kishimoto (1994), o jogo é considerado um tipo de atividade lúdica e
possui duas funções: a lúdica e a educativa, que devem estar em harmonia.
Segundo Moreira e colaboradores (2013, p.1389):
Os jogos educativos ou didáticos fornecem um meio para que a aula se torne
mais dinâmica. Com eles, os estudantes podem ir além da aprendizagem
convencional, centrado na teoria, interagindo com o contexto trabalhado.
Assim, seus pensamentos serão muito mais organizados, fundamentados e
amplos, aumentando a curiosidade e vontade de aprender.
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Além disso, os jogos didáticos possibilitam o rompimento da fronteira
existente entre trabalho e divertimento, ou seja, o jogo possibilita uma intersecção
entre o obrigatório e o que proporciona alegria, a fim de que o aluno aprenda com
satisfação e prazer, proporcionando uma maior socialização, do que as aulas
tradicionais.
Segundo Borsa (2007) a socialização é um processo interativo e necessário
para o desenvolvimento do ser humano, pois tem o objetivo de aprender o correto
e o que se julga incorreto, ou seja, a compreensão das regras morais que regem a
sociedade na qual vive. Além da socialização o jogo também estimula a interação
aluno/aluno e aluno/professor.
Conforme Fialho:
A exploração do aspecto lúdico, pode se tornar uma técnica facilitadora na
elaboração de conceitos, no reforço de conteúdos, na sociabilidade entre os
alunos, na criatividade e no espírito de competição e cooperação, tornando
esse processo transparente, ao ponto que o domínio sobre os objetivos
propostos na obra seja assegurado (FIALHO, 2008, p.16).
O jogo didático também pode ser utilizado como forma de avaliação. Segundo
Rezende e Soares (2011) o aluno poderá interagir com o jogo de forma a colocar
em prática os conteúdos estudados previamente, e dessa forma ser avaliado.
Sobre isso, Silva e Amaral ressaltam que:
Durante a aplicação do jogo como um instrumento avaliativo, o aluno pode
perceber se os conteúdos foram realmente assimilados, se sua aprendizagem
obteve o êxito pretendido, se é necessário um reestudo de determinado
conteúdo e se ele está satisfeito com o que aprendeu durante sua
aprendizagem (SILVA; AMARAL, 2011, p.2).
Perante o exposto, o objetivo do presente trabalho é o de refletir acerca dos
resultados obtidos pela aplicação de uma sequência de aulas que preconizaram o
uso de recursos didáticos, tais como modelos, analogias e um jogo didático para o
ensino de modelos atômicos, em especial a reflexão será direcionada para o
potencial desses recursos para auxiliar na aprendizagem dos estudantes e para
avaliar seu processo de aprendizado. Nesse sentido, o primeiro intuito em utilizar
essas estratégias no ensino de modelo atômico é o de melhorar o processo de
ensino e de aprendizagem desse conteúdo.
PERCURSO METODOLÓGICO: UMA APRESENTAÇÃO DOS RECURSOS DIDÁTICOS
ELABORADOS E DO CONTEXTO DE SEU PLANEJAMENTO E UTILIZAÇÃO
O planejamento das aulas descritas neste trabalho, bem como o processo de
elaboração dos seus recursos didáticos utilizados, se deu em uma disciplina de um
curso de licenciatura em Química de uma universidade catarinense, em que foram
estudadas as características, limitações e potencialidades de diversos recursos
didáticos e após esse estudo foram planejadas as aulas, com o intuito de incorporar
o uso de alguns dos recursos estudados em aulas de Química.
Após o período de elaboração e planejamento das aulas, foi realizada uma
parceria com algumas escolas, a fim de aplicar as aulas e validar a proposta
avaliando os resultados obtidos. Nesse trabalho, será discutido acerca das aulas
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sobre modelos atômicos, que foram realizadas com vinte e dois alunos do primeiro
ano do ensino médio em uma escola estadual localizada na região norte da cidade
de Joinville. O planejamento consistiu na aplicação de três aulas, ministradas por
duas acadêmicas, que serão descritas a seguir.
Na aula 1, foi realizada uma aula expositiva dialogada sobre o átomo e alguns
modelos atômicos, com o auxílio de slides. Os modelos de Dalton, Thomson,
Rutherford e Bohr, foram explorados nas aulas por serem os principais modelos
abordados nas coleções dos livros didáticos de Química do atual Programa
Nacional do Livro e do Material Didático (PNLD). No entanto, cabe salientar que
existem outros modelos, como o de Sommerfeld, e que a evolução da ideia sobre
o átomo teve continuidade após o modelo de Bohr, com o modelo quântico.
O conteúdo foi abordado de forma a estimular os estudantes na exploração
das possíveis representações de alguns modelos atômicos, sem apresentá-los logo
de início. Ou seja, no início das discussões foram apresentadas as características
e/ou as evidências experimentais que cada atomista teve ao longo da história, bem
como as ideias que faziam parte de seu raciocínio acerca da constituição da
matéria. Em seguida, em cada discussão foram feitas pequenas pausas para que os
estudantes desenhassem um modelo que representasse as características e
aspectos discutidos. Para discutir sobre o experimento realizado por Rutherford,
utilizou-se de uma maquete, representada na Figura 2.
Figura 2 Maquete que simula o experimento de Rutherford
Fonte: autoria própria (2017).
Após os alunos fazerem seus desenhos, foi solicitado que alguns deles
desenhassem suas ideias no quadro para a turma. Então, a discussão foi retomada,
explorando as várias representações possíveis para cada modelo atômico. Nesse
momento, foram apresentadas algumas imagens de possíveis representações do
átomo, conforme normalmente são apresentadas nos livros didáticos. Além de
utilizar tais figuras para refletir sobre as representações dos modelos atômicos,
foram utilizados também modelos físicos em tamanhos grandes para facilitar a
compreensão por parte dos alunos e explorar a ideia de representação. Esses
modelos foram elaborados anteriormente pelas acadêmicas, utilizando-se de