CAPÍTULO 5: ANÁLISE DE DADOS 5.1 ESTUDO DE CASO PARA O ENSINO DE LIGAÇÕES IÔNICAS
5.3. ANÁLISE DOS ESTUDOS DE CASO
5.3.1. Ligações Iônicas Atividade
Os quadros 5.1 e 5.2 apresentam os argumentos expressos na Atividade 3 pelos grupos 2 e 4, respectivamente:
Quadro 5.1. Argumentos expressos por G2 na Atividade 3 de ligações iônicas.
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A1 1.E-A
Se tungstênio (domínio análogo) é condutor, magnésio (domínio alvo) também é.
Atividade prévia, que fundamentou ter
experiências com o alvo.
A2 1.E-C
A luz é explicada pela condução do metal.
Atividade prévia, que fundamentou ter
Quadro 5.2. Argumentos expressos por G4 na Atividade 3 de ligações iônicas.
Ambos os grupos tiveram posturas similares nessa Atividade. Eles tiveram muitas dificuldades com as questões e interpretações dos experimentos (assim como toda turma). Os estudos de caso evidenciaram que os grupos não tinham clareza sobre as distinções entre transformação química e transformação física. Mesmo na ausência desses conhecimentos prévios, os grupos produziram argumentos para explicar a origem da luz proveniente da
uei a do ag sio g upo e o ú e o de su st ias p ese tes a ga afa gi a
(grupos 2 e 4). É importante destacar que todos os argumentos foram embasados em
justificativas empíricas, sendo que em A3G2 e A1G4 foram usadas evidências primárias
disponibilizadas pela Atividade. Além disso, os dois grupos expressaram argumentos
analógicos para responder as questões. Parece que isto decorreu da falta de conhecimentos
prévios específicos. Apesar desses argumentos não serem capazes de explicar os fenômenos observados, eles foram classificados como coerentes a partir da observação dos processos vividos pelos grupos. Os grupos 2 e 4 não conseguiram apresentar uma justificativa plausível para o ponto de vista transformação química, supostamente pela falta de compreensão desse tipo de fenômeno no nível submicroscópico, apesar da insistência da professora para que eles pensassem em termos das partículas. Portanto, essa falta de conhecimento impediu a produção de argumentos mais próximos daqueles associados à explicação científica.
Podemos destacar que a modelagem favoreceu a expressão de argumentos em dois aspectos. Primeiro, pelo contato com o segmento macroscópico dos fenômenos químicos, que forneceu elementos para os argumentos com justificativas empíricas (subetapa ter
experiências com o alvo). Segundo, porque as ideias dos estudantes foram respeitadas e
levadas em consideração pela professora, de forma diferente do que ocorre no ensino tradicional, em que os estudantes têm pouca oportunidade de expressar seus pontos de vista, por exemplo, quando são utilizadas atividades experimentais meramente verificacionais (Cachapuz et al., 2005). No caso analisado, a consideração das ideias dos
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A3 1.E-C
Existem duas substâncias, quando estão em repouso a cor é amarela, quando são agitadas a cor é azul.
Atividade prévia, que fundamentou ter
estudantes para produção de conhecimentos era algo totalmente novo no Ensino de Química.
Nas discussões com os dois grupos, a professora agiu como antagonista na tentativa de invalidar pontos de vista e justificativas que não eram coerentes com a visão científica. Isto era coerente com seu objetivo, enquanto professora, de promover a ampliação cultural dos estudantes a partir da explicação científica para os fenômenos. Tal aspecto também se difere consideravelmente do ensino tradicional, pois, nesse caso, os conhecimentos não foram impostos aos estudantes (Cachapuz et al., 2005; Mortimer, 1996).
Atividade 5
Os quadros 5.3 e 5.4 apresentam os argumentos e uma síntese do que acontecia no processo de modelagem quando eles foram expressos na Atividade 5 pelos grupos 2 e 4, respectivamente:
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A4 1.C
O modelo explica o
comportamento do sal em água, porque representa mais solvente do que soluto. Elaboração e expressão de modelo de dissolução do NaCl em água. A5 2.T-C
Os íons se ligam da forma
mostrada em ML.I.1, porque há
atração entre os íons de cargas opostas [1]. Quanto mais próximos os íons, maior interação e quanto mais afastados, menor interação [2].
Elaboração e expressão de ML.I.1G2 para o
NaCl.
Quadro 5.3. Argumentos e modelos expressos por G2 na Atividade 5 de ligações iônicas.
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A2 3.T-E-C
Os íons se ligam da forma
mostrada em ML.I.1 devido às
atrações das cargas opostas [1] porque o cloreto de sódio é sólido [2].
Elaboração e expressão de ML.I.1G4 para o
NaCl.
Quadro 5.4. Argumento e modelo expressos por G4 na Atividade 5 de ligações iônicas.
Foi possí el o se a u o o p o eti e to o a odelage doi g
(no qual há um raciocínio cientificamente coerente para expressar a interação entre partículas em função da distância entre elas) no grupo 2 e 3.T-E-C (no qual há uso de
conhecimentos científicos relevantes – lei de Coulomb e modelo de partículas – para
explicar a formação do cloreto de sódio) no grupo 4. Parece que a solicitação do uso de materiais concretos (após o entendimento de como usá-los) para elaboração e expressão do modelo para o cloreto de sódio favoreceu o pensamento dos estudantes a respeito do aspecto submicroscópico da matéria, que foi devidamente levado em consideração nos argumentos. Ambos argumentos apresentados pelos grupos para o explicar as ligações no
cloreto de sódio são embasados em um conhecimento teórico relativo àinteração entre íons
de cargas opostas, que julgamos poder ter origem tácita (Taber, 2000) e/ou que pode ter sido influenciado pelas discussões da professora sobre o gráfico de poço potencial, na Atividade 3. Assim, julgamos que houve influência das etapas 1 e 2 (elaborar e expressar
modelos em alguns dos modos de representação) do diagrama Modelo de Modelagem nos
argumentos. Parece que isto resultou na presença de um elemento teórico (submicroscópico) nas justificativas e, consequentemente, em argumentos científicos curriculares de melhor qualidade. Por isso concluímos que os conhecimentos científicos
foram importantes para melhorar a qualidade dos argumentos (Chin & Osborne, 2010; von
Auschnaiter et al., 2008).
Em ambos casos, os argumentos são causais, muito provavelmente porque o objetivo dos mesmos era evidenciar como o modelo explicava as ligações presentes no cloreto de sódio. Assim, pode-se assumir a influência das atividades de modelagem, que sempre exigiam uma justificativa para o modelo expresso, em nível submicroscópico (como pode ser observado nas solicitações presentes nas atividades escritas e as que foram feitas pela professora e/ou pesquisadora), na formulação de argumentos científicos curriculares.
Por outro lado, a discussão a respeito da relação entre abaixamento de energia e estabilidade, que também ocorreu na Atividade 3, não influenciou nos argumentos para explicar as ligações apresentadas nos modelos. As evidências a respeito dessa relação são consideradas primárias pelo fato de os estudantes as terem coletado. Entretanto, a compreensão das relações propostas a partir das evidências (luz liberada na queima do magnésio e estabilidade do óxido de magnésio; estabilidade do sistema de cor amarela da
ga afa gi a e fu ç o do e o o teúdo e e g ti o o si ples. A e t apolaç o
dessas relações para explicar as ligações no cloreto de sódio também é algo difícil para os estudantes (Teichert & Stacy, 2002). A não influência da evidência primária obtida na
Atividade 3 nas respostas dos estudantes na Atividade 5 pode ter sido consequência da falta de conhecimentos prévios dos mesmos. A análise adequada de evidências têm relação com o contexto em que são utilizadas (Kerlin et al., 2010), isto é, a ausência de conhecimentos dos estudantes pode ter impedido a utilização da evidência nos argumentos. O não uso da evidência também pode ser atribuído à complexidade das relações (Kerlin et al., 2010) que deveriam ser estabelecidas pelos sujeitos para justificar a formação do NaCl a partir do abaixamento de energia.
Na Atividade 5, é possível dizer que a professora assumiu uma postura de
neutralidade tanto nas discussões com os grupos quanto nas discussões com a turma,
supostamente porque os modelos não estavam em fase de teste. Atividade 6
Os quadros 5.5 e 5.6 apresentam os argumentos e uma síntese do que acontecia no processo de modelagem quando eles foram expressos na Atividade 6 pelos grupos 2 e 4.
Quadro 5.5. Argumentos e modelos expressos por G2 na Atividade 6 de ligações iônicas.
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A3 1.T-C ML.I.1 explica a temperatura de
fusão por mostrar atrações fortes.
Defesa de ML.I.1G4
como resultante da condução do
experimento mental.
A4 4.T-E-C-R
Modelo em rede explica o dado
porque as partículas estão
interagindo próximas umas às
outras [1]. Modelo NaCl
olécula é incoerente porque se as interações entre as partículas fossem iguais, elas deveriam se unir [2].
Discussão sobre abrangência de
ML.I.2G4 e limitação de
NaCl ol ula .
Quadro 5.6. Argumentos e modelos expressos por G4 na Atividade 6 de ligações iônicas.
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A6 1.T-C
ML.I.1 não explica a temperatura
de fusão, porque não mostra todas as interações fortes.
Refutação a ML.I.1G2
durante a condução do experimento mental.
A7 2.T-C
Vamos ter que reformular ML.I.1,
pois as partículas tem que estar mais unidas [1] porque as atrações são fortes [2]. Expressão verbal de ML.I.2G2 como resultante da condução do experimento mental. A8 3.T-E-C
O odelo NaCl olécula ão explica a temperatura de fusão, porque não mostra todas as partículas próximas [1] e com atrações fortes [2], levando à menor temperatura de fusão [3].
Refutação do modelo NaCl ol ula o o resultante da condução do experimento mental. A9 4.T-E-C-R
ML.I.1e odelo NaCl olécula
não explicam a temperatura de
fusão. ML.I.2 é plausível porque
mostra partículas próximas [1], com várias atrações [2], cuja força varia com a distância [3].
Discussão sobre abrangência de ML.I.2G2 e limitação de
ML.I.1G2e NaCl
Foi possí el pe e e u o e gaja e to a odelage doi g s ie e os dois grupos, o que ocasionou a expressão dos argumentos científicos curriculares. Ambos são causais devido às justificativa de como é possível a explicação do dado a partir do modelo. A partir dos argumentos produzidos pelos grupos 2 e 4, foi possível constatar que a
etapa de testes do diagrama Modelo de Modelagem (conduzir experimento mental) foi
fundamental para a elaboração e produção de argumentos de alta qualidade (A8G2, A9G2,
A4G4). O dado secundário (temperatura de fusão do cloreto de sódio) foi devidamente
utilizado na rejeição e modificação (grupo 2) e confirmação (grupo 4) de modelos.
Para o grupo 2, foi possível perceber um aumento na qualidade dos argumentos com o desenvolvimento das discussões no grupo, pois a maior clareza acerca do modelo em rede acarretou em devidas conexões causais entre o dado (temperatura de fusão) e conhecimentos teóricos relacionadas ao processo de fusão dos sólidos iônicos. Para esse
grupo, o dado secundário era anômalo a ML.I.1G2. Tal dado foi devidamente interpretado e
utilizado na refutação de ML.I.1G2. Portanto, o grupo 2 modificou centralmente o modelo a
partir do dado anômalo. É relevante enfatizar a importância do papel antagonista assumido
pela professora e/ou pesquisadora na rejeição de ML.I.1G2 e o papel protagonista na
proposição de ML.I.2G2, isto é, auxiliando na interpretação do dado anômalo. No caso do
grupo 4, como o dado não era discrepante com ML.I.1G4, ele foi usado para confirmá-lo.
É importante ressaltar também a influência da etapa de verificação de abrangências
e limitações de um modelo do diagrama Modelo de Modelagem, que ocorreu a partir da
solicitação da p ofesso a e/ou pes uisado a pa a efle o a e a dos odelos NaCl
ol ula e e ede, po ue ela fa o e eu o uso de ele e to et i o, o duzi do a u
argumento de nível 4 (A9G2). Esta etapa favoreceu o uso de elemento retórico pela defesa
de um modelo em relação ao outro avaliado. Em outras palavras, um modelo foi considerado melhor do que o outro pela análise das evidências (justificativas) e pelo convencimento transmitido sobre isso (persuasão). O convencimento transmitido pela fala é considerado bastante relevante quando se analisa a argumentação, pois segundo a literatura (Berland & Reiser, 2009; Sandoval & Millwood, 2008), os estudantes geralmente se p eo upa e hega a esposta o eta e o e e fatiza po ue ela elho do ue as outras possíveis em uma situação de defesa pública da mesma.
Destacamos também a importância da socialização dos modelos para expressão de
A expressão desses argumentos nos proporcionou evidências sobre o bom entendimento dos grupos a respeito do modelo em rede, devido à defesa dos mesmos e à elaboração de
críticas fundamentadas ao modelo NaCl ol ula . Ressalta os a i po t ia da
organização das discussões encaminhada pela professora, pois ela impediu que houvesse avanço das justificativas daqueles que eram favoráveis ao modelo em rede anteriormente à exposição das justificativas daqueles que defendiam o modelo molecular. Julgamos que o ata ue e a defesa de odelos disti tos at a s de a gu e taç o a io al uito importante para a melhoria da qualidade da argumentação científica escolar e para a melhor compreensão dos modelos curriculares (o que foi evidenciado pelos argumentos de nível 4 e modelos em rede propostos ao final da Atividade) (Duschl & Osborne, 2002; Osborne & Patterson, 2011).
Devemos destacar também o papel da professora e/ou pesquisadora para o favorecimento da ocorrência dos argumentos de elevada qualidade, pois foram elas que
questionaram os modelos (em rede e NaCl ol ula pa a os grupos durante as discussões
e na socialização dos modelos da turma. Além disso, nos grupos analisados não verificamos discordâncias de pontos de vista entre os componentes, isto é, não percebemos refutações no próprio grupo. Nos grupos, as atitudes dos alunos indicavam que o mais importante era unir esforços para propor um modelo que explicasse o dado. As indagações da professora e/ou pesquisadora foram importantes na condução dos experimentos mentais e na verificação de abrangência e limitação dos modelos, o que favoreceu os argumentos e refutações. Para tanto, muito contribuíram os conhecimentos anteriores da pesquisadora (por exemplo, sobre a diferença de intensidade de atração entre o par e os pares iônicos) adquiridos em aplicações anteriores da estratégia de ensino, que foram utilizados pela professora na refutação dos modelos em rede.
Além disso, em nenhum momento a professora e/ou pesquisadora impuseram algum modelo para os alunos, mas fizeram questões, colocações, dicas que favoreceram a
rejeição e modificação dos modelos (Clement, 2008c; Clement & Núñez-Oviedo, 2008). Tal
atitude foi coerente tanto com a modelagem quanto com os objetivos escolares de encaminhar as discussões a favor do modelo científico curricular. Isto foi realizado de forma distinta ao que ocorre no ensino tradicional, no qual os modelos são apresentados aos estudantes sem discussão das propriedades das substâncias que justificam a adoção de um determinado modelo (Caamaño, 2010; Jiménez-Aleixandre, 2010) ou porque um modelo é mais satisfatório que outro (Osborne & Patterson, 2011).
Percebemos que a manipulação dos modelos concretos favoreceu as discussões nos grupos, pois as ideias fundamentais expressas nos modelos eram retomadas e a discussão da coerência ou não das mesmas em relação ao dado se dava através da manipulação deles. Julgamos que isto favoreceu a argumentação devido à visualização do que ocorre com as partículas em nível submicroscópico (Erduran, 2008).
Atividade 7
O quadro 5.7 apresenta o argumento elaborado e uma síntese do que acontecia no processo de modelagem na Atividade 7 para o grupos 4:
Identificação Tipo Argumento Modelagem
A5 4.T-E-C-R
Apenas ML.I.1 explica o dado
(206kcal/mol) [1] porque nele as
partículas estão unidas e
organizadas [2].
Avaliação de
abrangência de ML.I.G4
e limitação de modelo NaCl ol ula .
Quadro 5.7. Argumento e modelo expressos por G4 na Atividade 7 de ligações iônicas.
Apesar de os dois grupos terem se envolvido na modelagem, apenas o grupo 4 conseguiu confirmar o modelo em rede a partir dos dados secundários disponibilizados pela Atividade e apresentar um argumento para demonstrar a coerência do modelo proposto pelo grupo. Nenhum dos grupos conseguiu relacionar explicitamente a ideia de que o maior abaixamento de energia explica a estabilidade da rede iônica em função dos dados, o que indica que as relações estabelecidas na Atividade 3 a respeito desse aspecto não estavam claras para os grupos. Assim, podemos concluir que o dado secundário da Atividade 7 não foi levado em consideração pelo grupo 2 para confirmar a validade do modelo em rede proposto pelo grupo, supostamente porque eles já tinham grande confiança no modelo em rede desde a Atividade 6. Pode ser também que o grupo 2 não tenha compreendido o dado ou que os alunos tivessem se desviado do foco principal da Atividade. Podemos concluir também que o dado secundário foi interpretado parcialmente pelo grupo 4 para confirmar o modelo em rede proposto pelo grupo, mas que mesmo essa interpretação parcial conduziu a um argumento de nível 4. Eles utilizaram os dados sobre energia para confirmar a existência do cloreto de sódio em rede, mas não relacionaram isso explicitamente com a elaç o aio esta ilidade – e o e e gia . Dessa fo a, o luí os ue a relação entre abaixamento de energia e maior estabilidade da substância formada em função das ligações químicas foi complexa para os estudantes, independente de as evidências da mesma serem
primárias ou secundárias. Assim, a complexidade do conhecimento influenciou no uso dos dados (Kerlin et al., 2010).
Na Atividade 7 não houve uma demanda intensa de discussões desses grupos com a professora sobre a credibilidade de seus modelos (como havia ocorrido na Atividade 6), pois parecia que tal aspecto havia ficado claro naquela atividade. Dessa forma, podemos concluir que a fase de testes é primordial quando há dúvidas sobre os modelos, pois quando há essa dúvida ocorre o favorecimento da produção de argumentos e refutações, em concordância com as ideias de Jiménez-Aleixandre (2010) a respeito da ocorrência de argumentação quando conhecimento é submetido a teste na existência de provas para comprová-lo ou refutá-lo.