Neste trabalho assume-se que o processo de formação de modelos mentais envolve a relação, equilibração e acomodação de sucessivas imagens mentais em um processo dinâmico de interação. Logo, à medida que essas imagens vão sendo formadas e acomodadas, têm-se a construção do modelo mental para aquele conceito ou fenômeno e, dependendo da maneira como essas informações são incorporadas a esses modelos, que chamamos de subsunçores, o resultado será aprendizagem com maior caráter mecânico ou significativo.
O equilíbrio químico, caracteriza-se por um conjunto de conceitos de natureza abstrata que exige manipulações mentais de suas características (elementos de alta complexidade), de modo que a construção de um modelo mental para o conceito resultante na aprendizagem com maior caráter significativo próximo ao conceitual possa ser construído.
Esta forma de aprendizagem parece envolver a necessidade da superação de visões simplistas derivadas de experiências sensoriais cotidianas, puramente relacionadas ao nível concreto. Somado a isso, também parece depender da presença de modelos prévios consideravelmente desenvolvidos e adequados, inclusive no nível submiscroscópico para o conceito de reação química.
Um modelo subsunçor para o conceito de reação química adequadamente desenvolvido também no nível submicroscópico corresponde àquele capaz de permitir o entendimento e a visualização mental de que as espécies possuem atividades cinéticas, das transformações das espécies, além do reconhecimento da ocorrência, importância e relação existente entre as interações, os choques (efetivos e não efetivos) e as concentração de reagentes e produtos. Parecendo ser esses os fatores limitantes para construção de um modelo para o conceito de equilíbrio químico capaz de permitir a compreensão deste estado como sendo dinâmico, reversível e simultâneo.
Isto é, de acordo com nossos dados, a compreensão significativa e próxima àquela aceita cientificamente no nível atômico-molecular da reversibilidade e simultaneidade do estado de equilíbrio químico, parece ser dependente da existência e da ancoragem do conceito à um modelo subsunçor de reação química cinético- molecular.
Por sua vez, essa assimilação significativa da dinamicidade, reversibilidade e simultaneidade do estado de equilíbrio em nível submicroscópico
parece ser fundamental para aquisição também significativa da coexistência e da manutenção quantitativa de reagentes e produtos no sistema, pois todos os discentes apresentaram a concepção de que a reação de equilíbrio é um fenômeno reversível. Entretanto, a maioria pareceu não compreender que esse processo é simultâneo, associando a um estado “vai e volta”, apresentando problemas relacionados à coexistência, às concentrações constantes e dificuldades em raciocinar no nível atômico-molecular, apresentando modelos predominantemente mecânicos e desenvolvidos nos níveis macroscópico e simbólico, justificando nossa hipótese.
Consequentemente, a maioria dos discentes investigados tem memorizado os conceitos de alta complexidade, não conseguindo transpor os conceitos de baixa complexidade por não possuírem subsunçores bem desenvolvidos, não ultrapassando assim a barreira dos conhecimentos prévios.
Com relação a essa questão, os dados obtidos e discutidos nesse trabalho reforçam a necessidade dos professores em compreenderem e valorizarem aquilo que seus alunos já trazem consigo para sala de aula. Isso porque apesar do conceito de equilíbrio químico estar restrito à disciplina Química, os alunos já apresentam concepções de equilíbrio (concepções alternativas) derivadas de suas experiências sensoriais e macroscópicas atreladas ao cotidiano (balança, andar de bicicleta, etc.), que acabam atuando como barreiras para a atribuição do significado científico a esse estado reacional.
Essas concepções alternativas, se referem “aquilo que o aluno já sabe”, segundo a perspectiva de AUSUBEL et al. (1980) e, portanto, as imagens prévias dos alunos, na perspectiva dos modelos mentais, de acordo com SOUZA (2013).
Portanto, em concordância com a literatura, nossos dados revelaram, que tais concepções ainda estão fortemente presentes na estrutura cognitiva da maioria dos licenciandos investigados, que inclui alunos do 4º semestre, mas também do 6º e 10º semestres, mesmo após já terem tido contato com a temática nas aulas da graduação, revelando que o objetivo da construção do conhecimento científico não foi atingido.
Sendo assim, a presença dessas ideias iniciais, juntamente com as manifestações dos alunos referentes ao processo de formação, evidencia que os professores formadores não estão considerando os conhecimentos prévios dos alunos, evidenciado pela dificuldade dos alunos em ultrapassar a barreira do nível
concreto e dos conhecimentos prévios (concepções alternativas) para um maior nível de abstração, de maneira a permitir a compreensão dos aspectos importantes do conceito. Dessa forma, observamos que dois fatores importantes parecem estar influenciando nessas dificuldades.
O primeiro motivo relacionado ao fato de os alunos não estarem conseguindo construir modelos significativos próximos ao conceitual para o conceito de equilíbrio químico está atrelado a não existência de modelos prévios de reações químicas desenvolvidos conceitualmente.
Como consequência, ao se depararem com as definições comumente encontradas em livros didáticos e nas falas de professores, como “as velocidades das reações direta e inversa são iguais”, “no equilíbrio químico as espécies coexistem e em concentrações constantes”, e “o equilíbrio químico é dinâmico”, tais frases acabam sendo memorizadas pelos discentes por não encontrarem em suas estruturas cognitivas ideias e visões prévias suficientemente desenvolvidas para interagirem e se assimilarem.
O outro motivo apresenta fortes relações com esse primeiro e, também evidencia o importante papel do professor no processo de ensino e aprendizagem, pois o que se tem observado é a não consideração desses modelos prévios dos estudantes nas práticas pedagógicas, que acabam atuando como obstáculos para a aprendizagem desse processo reversível, simultâneo e dinâmico.
Uma vez evidenciados e conhecidos tais modelos inconsistentes, simplistas e puramente macroscópicos e/ou simbólicos, os professores poderiam, a partir de estratégias orientadas, colaborar para reconstrução e reformulação desses conceitos subsunçores, de maneira a promover a reconciliação integradora e/ou a diferenciação progressiva de conceitos de baixa complexidade já incorporados, ou de novos que ainda precisam ser assimilados e compreendidos.
Como consequência de tais fatores, essas concepções alternativas acabam não passando por um processo de transformação e superação, pois continuam parecendo consistentes e verdadeiras para os alunos de acordo com seus conhecimentos e entendimentos, mesmo que sejam divergentes do modelo científico, fazendo com que os alunos memorizem as características dinâmicas do equilíbrio químico.
Assim, baseado nos dados apresentados e discutidos no presente trabalho, propomos que para o discente construir um modelo mental
predominantemente significativo e próximo ao conceitual para o conceito de equilíbrio químico, ele precisa compreender e visualizar o processo de transformação química no nível submicroscópico.
Isto é, precisa haver uma aprendizagem significativa do conceito de transformação química, permitindo ao aprendiz compreender que as espécies apresentam atividade cinética, imaginando-as. Então, a partir dessa visão subsunçora desenvolvida a nível atômico-molecular, o estudante conseguirá incorporar de maneira predominantente significativa, a reversibilidade, a dinamicidade e simultaneidade do estado de equilíbrio químico, também neste nível representacional. Como resultado, esta aprendizagem predominantemente significativa da reversibilidade, dinamicidade e principalmente a simultaneidade do estado de equilíbrio químico permitirá ao discente atribuir significado (com compreensão) aos demais elementos de alta complexidade, isto é, coexistência e manutenção quantitativa de reagentes e produtos no sistema. O resultado deste processo envolve a construção de um modelo mental predominantente analógico e significativo próximo ao conceitual para o conceito de equilíbrio químico.
Diante dessas discussões e conclusões apresentadas nessa pesquisa, assim como aquelas já apresentados na literatura e discutidas no decorrer desse texto, uma questão fica a ser respondida: Como ensinar equilíbrio químico?
Como sugestão de resposta a tal questionamento retomamos uma citação já utilizada nesse trabalho para afirmar que a resposta está nas próprias palavras de AUSUBEL et al. (1980, p.137) “o fator isolado mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aprendiz já conhece. Descubra isso e ensine-o de acordo”.
Ou seja, sugerimos que a superação desses problemas relacionados ao processo de ensino e aprendizagem do conceito de equilíbrio químico só será possível se os professores em formação conhecerem as concepções prévias que seus alunos apresentam sobre o conceito fundamental de reação química e da ideia de equilíbrio, e não apenas isso, que deem a devida atenção e importância, considerando e relacionando tais informações importantes no processo de ensino e aprendizagem.
Sendo assim, acreditamos ter conseguido atingir o objetivo proposto para realização dessa pesquisa de maneira que as discussões construídas com base nos pressupostos da teoria da aprendizagem significativa (AUSUBEL et al., 1980), e dos modelos mentais (JOHNSON-LAIRD, 1983) e da literatura especifica,
apresentamos e justificamos os motivos das problemáticas relacionadas à aprendizagem do conceito de equilíbrio, que, conforme discutido, estão associados a construção de modelos mecânicos, caracterizados pela aprendizagem predominantemente mecânica do conceito por razões já devidamente detalhadas e defendidas.