UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA
ANÁLISE DE ASPECTOS DA CONTEXTUALIZAÇÃO, DO NÍVEL MACROSCÓPICO, SUBMICROSCÓPICO E SIMBÓLICO EM TEXTOS
SOBRE “CINÉTICA QUÍMICA” DE LIVROS DE QUÍMICA GERAL DO ENSINO SUPERIOR
JOSÉ MARCOS LOPES CELESTINO
Natal – RN 2021
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA
ANÁLISE DE ASPECTOS CONTEXTUAIS, MACROSCÓPICOS, SIMBÓLICOS E MOLECULARES DE TEXTOS SOBRE “CINÉTICA QUÍMICA” EM LIVROS DE QUÍMICA GERAL DO ENSINO SUPERIOR
JOSÉ MARCOS LOPES CELESTINO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade Federal do Rio Grande do Norte para obtenção do título de Mestre.
Orientador: Prof. Dr. Carlos Neco da Silva Júnior
Natal – RN 2021
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial Prof. Ronaldo Xavier de Arruda - CCET
Celestino, José Marcos Lopes.
Análise de aspectos da contextualização, do nível macroscópico, submicroscópico e simbólico em textos sobre "Cinética Química" de livros de Química Geral do ensino superior / José Marcos Lopes Celestino. - 2021.
148f.: il.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática. Natal, 2021. Orientador: Prof. Dr. Carlos Neco da Silva Júnior.
1. Cinética química - Dissertação. 2. Livro de química geral - Dissertação. 3. Níveis de representações da matéria - Dissertação. 4. Contextualização - Dissertação. I. Silva Júnior, Carlos Neco da. II. Título.
AGRADECIMENTOS
A Deus que me capacitou e me deu forças para chegar até aqui, mesmo com muitos obstáculos e dificuldades. Obrigado Senhor, por me fazer forte nos momentos de fraqueza, por não me deixar desistir, pelo amor puro e verdadeiro.
A Maria Célia, mãe querida, que me envolve em constante oração, abrigo, fonte de amor e de incentivo a meus estudos.
A Maricélia Lopes, querida irmã, pela motivação e apoio à conclusão deste trabalho.
A Terezinha Lins (in memoriam), inesquecível avó, que só deixou lembranças e grande legado de ensinamentos para a vida.
Ao professor Dr. Carlos Neco, excelente orientador, pelo cuidado, pela paciência, pelo constante acompanhamento durante a pesquisa e pelo estímulo à profissão.
À professora Dra. Fernanda Mazzé, pela motivação e ideias que me ajudaram a desenvolver esta pesquisa.
A Julyana Cardoso, pelas orientações, apoio e contribuições para conclusão desta dissertação.
Aos professores Adriana Perpetua, Rosângela Alves, Júlio César, André Fernandes e Bárbara Praxedes, pela força, motivação e por tornarem esta caminhada mais leve e prazerosa.
Aos meus alunos, por me incentivarem a prosseguir nos estudos e a refletir sobre o modelo de professor a perseguir.
Aos colegas de trabalho, Elke Rebouças, Fernanda Katiusca e Vitor Trajano, pela solidariedade e pelas palavras de apoio em momentos difíceis durante o curso.
A George Luiz, grande amigo, pelos conselhos e pela colaboração preciosa desde o início da graduação.
A Renata Kirten, pelos incentivos e pela amizade desde os bancos escolares do ensino básico!
A Sérgio Vieira e familiares, pelo acolhimento, pelo carinho e pelo apoio em momentos difíceis em que cogitei desistir.
A Anne Catarine, Anne Caroline e Júlia Ribeiro, pelos conselhos e pelos estímulos a prosseguir nos estudos.
A Igor Oliveira e Maria Isabel, pelos momentos inesquecíveis regados de muita alegria.
A todos que nominalmente não foram mencionados, mas contribuíram para realização deste trabalho.
RESUMO
O presente trabalho é fruto de uma investigação a fim de identificar como os livros didáticos de Química do Ensino Superior abordam os aspectos da contextualização na abordagem do conteúdo de “Cinética Química” e os três níveis de representação da matéria proposto por Alex H. Johnstone, também conhecido como triângulo de Johstone. A proposta surgiu a partir da constatação da ausência em pesquisas voltadas para a análise de livros de química geral do nível superior no Brasil sobre esse conteúdo. Por se tratar de um recurso antigo e bastante utilizado nesse nível de ensino, pesquisar sobre a forma de apresentação desse tipo de texto se torna fundamental ao processo de interpretação dos mesmos para os estudantes que necessitam do estudo da Química Geral. Para isso, foi realizado uma pesquisa qualitativa do capítulo denominado Cinética Química em 4 (quatro) livros de Química Geral utilizados por estudantes da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. O estudo foi desenvolvido a partir do levantamento quantitativo dos livros em circulação para empréstimos na biblioteca central e setorial do Instituto de Química desta universidade. O percurso metodológico incluiu a elaboração de pontos norteadores para a análise dos livros com ênfase no conhecimento químico que aborda a simbologia, as representações, a contextualização e os aspectos macroscópicos e submicroscópicos presentes nos textos. As categorias construídas durante a análise tomaram como base alguns elementos da análise de conteúdo de Bardin. Os resultados demonstram que os livros apresentam discussões que não se entrelaçam a proposta Johnstone que já é discutido desde 1982. Também foi possível perceber que as obras não apresentam a interligação entre as discussões desses níveis de representação com uma abordagem contextualizada que apresente exemplos práticos advindos da realidade local na qual esses estudantes se encontram (Natal/RN). Por fim, pode-se afirmar que os livros analisados nesta pesquisa que abordam o conteúdo de Cinética Química, podem ser úteis na compreensão do conteúdo, mas precisam de um material complementar ou até reformulação do seu texto que possibilite ao leitor/estudante discussões que os levem ao entendimento dos três níveis de representação da matéria, como sinaliza Johnstone, e também um
contexto de aplicação que se aproxime da realidade dos estudantes brasileiros, principalmente aos que se encontram em processo de formação de professores de química.
Palavras-chave: Cinética Química; Livro de Química Geral; Níveis de Representações da Matéria e Contextualização.
ABSTRACT
The present work is the result of an investigation in order to identify how the textbooks of chemistry in higher education approach aspects of contextualization in the approach to the content of “Chemical Kinetics” and the three levels of representation of the matter proposed by Alex H. Johnstone, also known as the Johstone triangle. The proposal arose from the finding of the absence in research aimed at the analysis of books on general chemistry in higher education in Brazil on this content. As it is an old resource and widely used at this level of education, research on how to present this type of text becomes fundamental to the process of interpreting them for students who need to study general chemistry. For this, a qualitative research of the chapter called Chemical Kinetics was carried out in 4 (four) books of General Chemistry used by students of the Federal University of Rio Grande do Norte. The study was developed from the quantitative survey of books in circulation for loans at the central and sectoral library of the Institute of Chemistry of this university. The methodological path included the elaboration of guiding points for the analysis of books with an emphasis on chemical knowledge that addresses the symbology, representations, contextualization and the macroscopic and submicroscopic aspects present in the texts. The categories constructed during the analysis were based on some elements of Bardin's content analysis. The results demonstrate that the books present discussions that are not intertwined with the Johnstone proposal that has been discussed since 1982. It was also possible to notice that the works do not present the interconnection between the discussions of these levels of representation with a contextualized approach that presents practical examples arising from the local reality in which these students find themselves (Natal/RN). Finally, it can be said that the books analyzed in this research that address the content of Chemical Kinetics, may be useful in understanding the content, but need complementary material or even reformulation of their text that allows the reader/student discussions that lead to an understanding of the three levels of representation of the subject, as Johnstone points out, and also an application context that is close to the reality
of Brazilian students, especially those who are in the initial teachers training process.
Keywords: Chemical Kinetics; General Chemistry Book; Levels of Representations of Matter and Contextualization.
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Questionário sobre conhecimento prévio dos estudantes...34
Quadro 2: Concepções alternativas dos estudantes...35
Quadro 3: Livros de Química Geral analisados...46
Quadro 4: Categorias adotadas para análise dos livros didáticos...48
Quadro 5: Relação com reação genérica...61
Quadro 6: Apresentação do capítulo de modo não contextualizado...66
Quadro 7: Característica do nível macroscópico sem recursos visuais...74
Quadro 8: Fatores que alteram a velocidade da reação e analogias...75
Quadro 9: Reação Química sem apresentação de um contexto...77
Quadro 10: Aplicação do ciclopropano...77
Quadro 11: Fatores que alteram a velocidade da reação...80
Quadro 12: Exemplos com características macroscópicas e simbólicas...80
Quadro 13: Exemplos que podem ser vividos na realidade dos discentes...81
Quadro 14: Velocidades da reação bromo molecular e o ácido fórmico...88
Quadro 15: Analogia que aborda o sentido físico...89
Quadro 16: Definição de velocidade média...95
Quadro 17: Exploração do nível simbólico...98
Quadro 18: Expressão da lei de velocidade...99
Quadro 19: Expressão da lei de velocidade com ênfase no nível simbólico...114
Quadro 20: Velocidade de consumo do bromo molecular...120
Quadro 21: Representação simbólica a velocidade de consumo e formação...122
Quadro 22: Expressão da Lei de Velocidade e nível simbólico...123
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Três aspectos do conhecimento químico...40
Figura 2: Aspectos do conhecimento químico...42
Figura 3: Estruturação da análise do conteúdo...48
Figura 4: Níveis de representação macro e micro... 49
Figura 5: Níveis de representação do conhecimento químico...50
Figura 6: Lei de velocidade integrada de uma reação de primeira...54
Figura 7: Dados de velocidade para a reação de C4H9Cl com água...63
Figura 8: Reação Química de explosão da dinamite...65
Figura 9: Reações Químicas explosivas...71
Figura 10: Reação Químicas que ocorrem lentamente...71
Figura 11: Reação de combustão Nova Orleans, Louisiana...73
Figura 12: Fatores que alteram a velocidade das Reações Químicas...79
Figura 13: Características macroscópicas das Reações Químicas ...79
Figura 14: Influência da temperatura na velocidade da reação...82
Figura 15: Analogia que aborda o conceito de energia de ativação...83
Figura 16: Uso dos catalisadores...84
Figura 17: Fígado de boi triturado...84
Figura 18: Variação na velocidade das Reações Químicas...85
Figura 19: Variação na concentração do bromo na reação com ácido fórmico....87
Figura 20: Velocidade de decomposição do peróxido de hidrogênio...90
Figura 21: Peróxido de hidrogênio catalisada pelo íon iodeto...91
Figura 22: Catalisador de platina-ródio...92
Figura 24: Mecanismo da decomposição do ozônio na atmosfera...100
Figura 25: Mecanismo alternativo da decomposição do ozônio...101
Figura 26: Etapa determinante da velocidade de uma reação...101
Figura 27: Reações em cadeia...102
Figura 28: Reações em cadeia...103
Figura 29: Teoria das colisões de Reações Químicas...103
Figura 30: Reação ocorre ou não quando duas espécies colidem na fase gás 104 Figura 31: Reação entre o eteno e o hidrogênio em uma superfície metálica…104 Figura 32: Molécula de lisozima...105
Figura 33: Reação de conversão do ciclopropano em propileno...106
Figura 34: Colisões entre moléculas A-B...109
Figura 35: Duas moléculas em movimento...109
Figura 36: Produção de átomos de hidrogênio sobre uma superfície metálica..110
Figura 37: O progresso de uma reação hipotética A → B...113
Figura 38: Transformação de isonitrila de metila...115
Figura 39: Duas maneiras possíveis nas quais os átomos colidem...116
Figura 40: Perfil de energia para o rearranjo (isomerização) ...116
Figura 41: Mecanismo para a reação do etileno com o hidrogênio...117
Figura 42: Modelo chave e fechadura para a ação enzimática...117
Figura 43: Nível simbólico do avanço da reação A → B...118
Figura 44: Representação da reação de decomposição H2O2...121
Figura 45: Orientação das moléculas em colisão efetiva...125
Figura 46: Representação do mecanismo de reação...126
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BCZM Biblioteca Central Zila Mamede BNCC Base Nacional Comum Curricular DCE Diretório Central dos Estudantes IQ Instituto de Química
LD Livro Didático
LEC Laboratório de Eletrônica e Corrosão MEC Ministério da Educação
PPgECM Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática PISA Programa Internacional de Avaliação de Estudantes
PCNEM Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio PCN+ Parâmetros Curriculares Nacionais
PIBID Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência SIGAA Sistema Integrado de Gestão de Atividades Acadêmicas UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Definição de velocidade inicial de reação...55
Gráfico 2: Apresentação da velocidade instantânea...64
Gráfico 3: Reação entre bromo molecular e ácido fórmico...88
Gráfico 4: Perfil de energia potencial para uma reação...91
Gráfico 5: Determinação da velocidade de deterioração da penicilina...97
Gráfico 6: Variação na concentração dos reagentes e produtos...106
Gráfico 7: Estimativa da velocidade da reação...108
Gráfico 8: Variação na pressão parcial da Isonitrila de Metila...115
Gráfico 9: Velocidade da reação A → B...119
Gráfico 10: A velocidade para a decomposição do peróxido de hidrogênio...121
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO ... 7
CAPÍTULO 1 – REFERENCIAL TEÓRICO...12
1.1 Abordagem sobre o uso do livro didático...12
1.2 Contextualização...18 1.3 Dificuldades de Aprendizagem...27 CAPÍTULO 2 – JUSTIFICATIVA ...36 CAPÍTULO 3 – OBJETIVOS ...44 3.1 Objetivo Geral ... 44 3.2 Objetivos Específicos ... 45
CAPÍTULO 4 – PERCURSO METODOLÓGICO ... 45
CAPÍTULO 5 – RESULTADOS E DISCUSSSÕES ... 51
5.1 Contextualização... ... 51
5.2 Nível Macroscópico...69
5.3 Níveis Submicroscópico e Simbólico...93
CAPÍTULO 6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 129
APRESENTAÇÃO
Terminar a redação de uma dissertação gera a sensação de alegria e de dever cumprido, em particular, devido aos obstáculos e dúvidas acerca da conclusão do texto. Preservar a coerência e a concisão exigidas por textos científicos é um desafio, pois requer perseverança, tempo e esforço continuado em busca de conhecimento.
A minha trajetóriaestudantil foi marcada por desafios e insistências, superados à custa de muito esforço e dedicação. Concluído o ensino médio em 2012, foi enfrentado o vestibular para o curso de Licenciatura em Química, obtendo aprovação, quando, à época, ainda não tinha convicção formada sobre afinidade com o curso a realizar. Afinal, a escolha da modalidade havia-se dado por influências de pessoas como um professor de Química no ensino médio, na rede privada. Esse docente, apesar de adotar aulas ao estilo tradicional, sempre ministrava excelentes aulas, fato que estimulava a estudar ainda mais essa disciplina e a despertar paixão por ela. Alguns familiares incentivaram a ingressar na universidade, como forma de ter acesso ao mercado de trabalho com melhores chances.
A alegria motivada pela aprovação no vestibular foi abruptamente obscurecida pela infelicidade da perda de familiar muito próxima (avó) após curto e penoso período de sofrimento da paciente e da família.
Tendo ingressado na UFRN em 2013, cercado de sentimentos normais de ansiedade, expectativas e curiosidades sobre a vida universitária, logo no início do curso ocorreu o falecimento da familiar já mencionada, desmobilizando a impulsão para os estudos. Restou ao principiante universitário o compromisso moral que assumira diante do pedido da avó: “Termine seu curso e acredite que você é capaz!”. Mesmo tomado por desânimo emocional, as tarefas escolares obrigatórias absorveram boa parte do tempo e desviaram o pensamento sobre a perda. Adicionava-se à desmotivação a dúvida sobre a licenciatura, pois o novo universitário não se imaginava à frente de alunos ministrando aulas, apesar dos arquivos memoriais de excelentes professores do ensino básico.
Ainda confuso, procurei o orientador acadêmico, à época, Prof. Dr. Carlos Neco da Silva Júnior, a fim de saber como empreender a mudança para o bacharelado em
Química. Em vez da resposta a essa curiosidade, o orientador sugeriu que eu refletisse sobre a importância do professor para a vida dos alunos e o futuro da sociedade em um país em precária situação no sistema de ensino público. Além disso, evidenciou oportunidades que a universidade oferecia aos estudantes de licenciatura e sugeriu a participar de programas voltados para a docência, proporcionando experiências práticas em escolas públicas ainda durante o curso.
No segundo semestre de 2013, participei com êxito da seleção para o preenchimento de vagas para alunos bolsistas do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência – PIBID, em cursos presenciais. O programa é dedicado ao desenvolvimento de ações em escolas públicas de Natal, com o compromisso moral de os bolsistas, quando graduados, exercerem o exercício do magistério na rede pública. Assim sendo, esse programa visa antecipar o vínculo entre os futuros professores e as salas de aula da rede pública e fora justamente sugerido pelo orientador.
Convivendo com 20 bolsistas matriculados em diferentes períodos do curso coordenado pela Profa. Dra. Fernanda Marur Mazzé, a permanência no programa durante toda a graduação enriqueceu a formação. A aprendizagem adquirida ao longo do PIBID decorreu da ação dos colegas, da coordenadora e dos alunos aos quais ministrei aulas previstas no programa, experiência essa que fez consolidar a afinidade com a docência e o perfeito entendimento do papel essencial do professor.
No terceiro ano de licenciatura, ao cursar a disciplina Termodinâmica Química e Equilíbrio ministrada pela Profa. Dra. Maria Gorette Cavalcante, prosperaram o interesse e a identificação com a área da Físico-Química, motivo pelo qual voluntariei-me a participar do programa de Iniciação Científica - IC no laboratório supervisionado pela professora. Integrado ao projeto de pesquisa, desenvolveu a primeira IC durante 1 (um) ano e meio no Laboratório de Eletroquímica e Corrosão (LEC) na subárea de Físico-Química, com especialidade em Eletroquímica intitulado: Síntese e Caracterização do Compósito Alginato de Sódio-tungstato de Sódio em Forma de Pó.
Durante a pesquisa científica no LEC, ainda participava do PIBID e cursava as disciplinas do período.
À época, surgiu o processo seletivo para vagas de professor de Química no Cursinho do Diretório Central dos Estudantes – DCE da UFRN. A influência de colegas já lotados nesse cursinho e a necessidade de complementar a renda motivaram participar dessa seleção concluída com êxito.
As injunções de trabalho no cursinho fizeram com que deixasse inconclusa a pesquisa no LEC, mantendo-se, no entanto, ainda no PIBID.
Iniciar a carreira de professor de Química ainda na graduação significou muito e fez prosperar grande responsabilidade, a certeza da escolha em permanecer na licenciatura e aprender ainda mais sobre o ser docente. Ao cursar a disciplina Estágio Supervisionado de Formação de Professores III (Química), ministrado pela Prof. Dra. Josivânia Marisa Dantas, ampliou-se a visão sobre a docência, pois houve a oportunidade de estagiar na Escola Estadual Stela Wanderley com alunos do 9º ano do ensino fundamental. Confirmou-se o acerto na escolha certa e o desejo de continuar estudando, para aperfeiçoamento como professor.
A partir disso, cogitou-se a possibilidade de realizar uma pesquisa científica voltada para a área de ensino após a graduação. Houve, no entanto, críticas e orientações de amigos e professores que apontavam para optar por uma pesquisa científica na área de ensino no Brasil. É evidente que, no Brasil, o cenário referente ao sistema de ensino é desalentador há décadas. Tal quadro se complementa com restrições orçamentárias e pouca valorização das pesquisas científicas na área de ensino e formação de professores. A ausência de ofertas de bolsas remuneradas dificulta e desestimula sobremaneira as pesquisas nessa área no nível da pós-graduação stricto sensu.
A despeito desses desafios, a escolha recaiu sobre essa área, tendo enfrentado com êxito o processo seletivo para o mestrado acadêmico do Programa de Pós-Graduação de Ensino de Ciências e Matemática – PPgECM da UFRN na área de Ensino e Formação de Professores.
O projeto envolvia as dificuldades de aprendizagem dos estudantes de nível superior com o conteúdo de Pilhas da Eletroquímica, intitulado: “Estudo do conteúdo de ‘Pilhas da Eletroquímica’ em livros didáticos, sob a perspectiva da aprendizagem significativa”, que se aproximava das linhas de pesquisa do Prof. Dr. Carlos Neco da
Silva Júnior, orientador acadêmico durante a graduação e incentivador a permanecer na licenciatura.
Após a aprovação do projeto e da confirmação da orientação pelo Prof. Dr. Carlos Neco, iniciaram-se os estudos acerca das dificuldades de aprendizagem e aspectos que abordam a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel. Havia interesse em aplicá-la na análise de livros didáticos. Logo, no entanto, constatou-se a impossibilidade de trabalhar a aprendizagem significativa nas análises dos livros, pois essa teoria é focada exclusivamente no sujeito. Prontamente, deixou-se a aprendizagem significativa e passou-se a centrar a pesquisa somente sobre a análise de livros didáticos.
Outra alteração se operou no projeto inicial e se referiu quanto ao tipo de livro didático a analisar, optando-se pelos de nível superior, pois há uma ausência de pesquisas científicas envolvendo livros didáticos do nível mencionado no Brasil.
Decidida a pesquisa direcionada para análise de livros do nível superior, visto que, ao concluir esse instrumento de pesquisa, o trabalho poderia se tornar referência para os futuros estudos, envolvendo a mesma linha de pesquisa.
Nesse sentido, considerando os livros de Química Geral sugeridos pelos professores para estudar as disciplinas específicas da Química, ao longo da graduação, ficou evidente que, muitas vezes, as obras indicadas não apresentavam linguagem acessível, chegando mesmo a dificultar o entendimento e, consequentemente, a aprendizagem dos assuntos. Assim, baseando-se em fatores como esses destacados, foi iniciada a investigação sobre as dificuldades que os textos presentes nas obras podem trazer para a aprendizagem dos discentes em um conteúdo específico de Química por meio da análise qualitativa dos livros de Química sugeridos para estudo durante a graduação.
Tendo em vista que os discentes de licenciatura atuarão na educação básica, que a licenciatura tem como propósito a formação dos professores para a educação básica e que sua formação perpassa pelo contato direto com esses livros, ficou bem destacada a necessidade de realizar esta pesquisa: analisar qualitativamente as obras selecionadas, concluindo sobre o modo de se utilizar o material resultante da pesquisa nas disciplinas iniciais dos cursos de graduação em licenciatura de Química.
Quanto à estrutura desta dissertação, ela é composta por 6 capítulos. O primeiro capítulo contém a fundamentação teórica da pesquisa, apresentando de forma breve uma discussão sobre a abordagem do uso do livro didático e sua importância no processo de ensino e aprendizagem. Em seguida, há uma discussão sobre a contextualização e sua importância como método sugerido nas abordagens de ensino atrelado ao cotidiano dos estudantes. Posteriormente, é exposta uma discussão sucinta sobre as principais dificuldades de aprendizagem encontradas na literatura e as possíveis causas de suas ocorrências. O Capítulo 2 exibe a justificativa da pesquisa, expondo os principais aspectos que motivaram a realização da análise dos livros didáticos de Química Geral no ensino superior.
O capítulo 3 contém os objetivos (geral e específicos) estabelecidos para esta pesquisa. Já o capítulo 4 explicita a metodologia utilizada. Essa metodologia foi desenvolvida a partir da leitura dos livros de Química Geral escolhidos, adotando-se como critério de seleção a quantidade de empréstimos dessas obras disponíveis durante o segundo semestre de 2019, conforme registros no sistema eletrônico da Biblioteca Central Zila Mamede e da Biblioteca Setorial Francisco Gurgel de Azevedo do Instituto de Química – IQ, ambas da UFRN.
No capítulo 5, são apresentados os resultados das análises qualitativas realizadas nas obras selecionadas com base no referencial teórico defendido a partir da ideia de Johnstone (1982, 2000, 2004 e 2010), conhecido como triângulo de Johnstone e na abordagem contextualizada.
No capítulo 6, estão explicitadas as considerações finais diante todo o trabalho desenvolvido, além da conclusão da pesquisa. Na sequência, tem-se as referências bibliográficas que foram utilizadas como aporte teórico para a fundamentação desta pesquisa.
CAPÍTULO 1 – REFERENCIAL TEÓRICO
1.1 O uso do Livro Didático
Na sociedade atual, muito se fala a respeito das estratégias metodológicas que visam à participação ativa dos alunos no processo de ensino-aprendizagem. Nas salas de aula, no entanto, os alunos encontram, geralmente, apenas o professor, o livro didático e o quadro como elementos centrais desse processo, deixando-os como agentes passivos na sala de aula. Esse cenário, nada estimulante, no ensino superior, por exemplo, pode contribuir para a desmotivação e para a falta de interesse dos alunos no que tange à permanência no curso e ao estudo das ciências em geral, situação essa que enseja grande desafio para os professores, no sentido de desenvolverem metodologias para o ensino que conduza à aprendizagem efetiva (OLIVEIRA, 2020).
Dentre os vários elementos relacionados a essa situação, destaca-se o livro didático (LD), recurso indispensável ao processo ensino-aprendizagem e bastante utilizado pelos professores durante a prática em sala de aula (LAJOLO, 2008).
Destacando a importância que o LD possui no processo ensino-aprendizagem, instrumento esse empregado por alunos e professores como material didático de apoio, o Ministério da Educação (MEC) assim se expressa:
O livro didático brasileiro, ainda hoje, é uma das principais formas de documentação e consulta empregadas por professores e alunos. Nessa condição, ele às vezes termina por influenciar o trabalho pedagógico e o cotidiano da sala de aula. Considerando essa realidade, é fundamental dispor de um livro didático diversificado e flexível, sensível à variação das formas de organização escolar e dos projetos pedagógicos, assim como às diferentes expectativas e interesses sociais e regionais (BRASIL, 2004, p. 10)
Diante disso, pode-se entender que o livro didático, sendo material didático, precisa ter seu uso estreitamente associado à sua importância no processo de aprendizagem e à sua utilidade como ferramenta educacional que interfere e orienta a prática pedagógica do professor, direcionando o currículo. Em outras palavras, se
faz necessário que a escolha do LD esteja plenamente concatenada com a melhoria na qualidade do ensino.
Em consonância com essa ideia, Mello (1999) considera que o livro didático é elemento chave para o ensino e a aprendizagem. Aliás, não se pode ignorar seu papel de tornar o trabalho docente mais fácil e rápido em determinadas situações, como as de planejamento (NETO & FRACALANZA, 2003); (PAULEK, 2009).
A influência e a importância do LD na prática docente do professor são temas de grandes discussões no âmbito da educação básica. No entanto, poucos questionamentos têm sido feitos sobre sua importância na aprendizagem dos discentes, quando se remete ao ensino superior (EMMEL, 2012).
Segundo Lopes (1992), o livro didático, quando utilizado por professores e alunos com a finalidade de auxiliar no processo de transmissão do conhecimento, apresenta grande poder de persuasão e de sustentação do ensino. Ele expressa importância a professores e alunos, por ser um recurso indispensável ao processo de escolha e de ênfase dos assuntos, no contexto do conteúdo a ser ministrado.
Destacando-se como principal atuante da construção do conhecimento que o docente utiliza em sala de aula, o LD é o recurso didático mais utilizado pelas instituições de cunho educacional na formação dos discentes (E-DOCENTE, 2019).
Para o discente, o LD pode ser considerado meio de se obter informações, o qual traz um corpo de conhecimento e pode favorecer seu processo de aprendizagem. O livro também pode estimular no discente o gosto pela leitura (FERNANDES, 2009). Suas ilustrações e esquemas nele encontrados são atrativos para o estudante (OLIVEIRA, 2008), instigando-os para o estudo (FERNANDES, 2009).
Quando a estratégia utilizada é o ensino tradicional, os LD ganham destaque e se configuram como um dos principais recursos utilizados pelos docentes. Esse recurso pode servir também para organizar os conteúdos do currículo e até mesmo para a orientação e execução da atividade docente.
Quando se reporta à história dos livros didáticos no Brasil, tem-se a impressão de que tais instrumentos continuam cumprindo diferentes papéis, dentre os quais estão os seguintes: auxiliar no processo de formação de professores; ferramenta
política e ideológica; veículo de disseminação do conhecimento científico; transformador do comportamento de professores e alunos; e, mais recentemente, material de apoio e fonte de pesquisa e informação para alunos e para professores do ensino médio ou do ensino superior (BAGANHA, 2010, p. 11).
Outra percepção possível é que esse recurso vem sofrendo mudanças e adaptações aos contextos econômicos, políticos, sociais, educacionais e culturais onde são produzidos, comercializados e utilizados. A permanência desse recurso nas instituições de ensino demonstra sua importância como “instrumento de comunicação, de produção e de transmissão de conhecimento, integrante da ‘tradição escolar’ há, pelo menos, dois séculos” (BITTENCOURT, 2004).”
É necessário destacar a importância que é dada ao livro didático na aprendizagem dos estudantes ao longo dos anos, tendo em vista que muitos aspectos negativos presentes nos livros são ignorados, como, por exemplo, os erros conceituais que podem surgir e contribuir para uma aprendizagem não efetiva dos discentes.
Segundo Rosa (2019), o livro didático pode conter erros conceituais, realizar abordagens metodológicas não muito boas para trabalhar alguns conteúdos. Apesar disso, quando se pensa na realidade brasileira e nas diferenças em relação a pouco acesso a outros recursos, ele ainda é um recurso necessário e bastante presente na vida dos estudantes.
Por outro lado, observa-se que, com o avanço tecnológico presente no contexto educacional contemporâneo, o livro cada vez mais está propício a perder espaço para novos recursos que possibilitem dinamizar as aulas (CARVALHO, 2009). Estas podem ser complementadas com novas ferramentas tecnológicas, como, por exemplo, o uso de aulas utilizando slides com figuras e gifs dinâmicos, reportagens, vídeos, mapas conceituais, esquemas mentais, dentre outros, indicando que o ensino pode não se basear, somente, no uso do livro para aprendizagem de um conceito científico.
Devido ao fato de estar associado, de certa maneira, à aprendizagem dos alunos, visto que é um recurso bastante utilizado, quando essa aprendizagem conceitual não se efetiva a partir da consulta do livro, o aluno pode memorizar as informações nele contidas, isto é, “decorar” o conteúdo presente no LD, que não sendo
“importante” para o estudante, é armazenado de maneira isolada, podendo inclusive esquecê-lo em seguida. De acordo com Paula e Bida (2008, p. 4), esse fato é comumente observado após a conclusão da prova, pois os alunos são levados a esquecer de tudo o que lhes foi ensinado, o que configura o que chamamos de aprendizagem mecânica. Nesse contexto, ainda é necessário frisar que alguns não se dispõem sequer a aprender de maneira mecânica e, dessa forma, acabam tendo rendimento praticamente nulo nos estudos.
Por se caracterizar como recurso que sempre esteve relacionado ao processo de aprendizagem dos estudantes, esse instrumento se torna relevante e tem muita influência no ensino, se tornando foco de muitas pesquisas que ao longo das últimas décadas têm contribuído para a melhoria de textos, ilustrações, figuras, linguagem e imagens que os mesmos possuem. Grande parte dessas pesquisas, porém, sempre têm foco em livros didáticos voltados para o Ensino Fundamental e Médio, sendo escassas as referentes ao Ensino Superior (RODRIGUES, 2014, p. 5), aspecto esse que despertou o interesse desta pesquisa.
É fato que a aprendizagem pautada na memorização de fatos e dados cria a ilusória concepção, em muitos alunos e até em professores, de que o ensino se efetivou. Esse engano ocorre, quando o estudante consegue reproduzir nas avaliações o conteúdo tal qual foi transmitido pelo professor ou como está escrito nos livros. É por essa razão que muitos estudantes são aprovados nas disciplinas ofertadas nos cursos de nível superior, sem que tenham aprendido realmente um conhecimento dotado de significado (PAULA e BIDA, 2008).
Em face do acima exposto, é que se exigem do processo de ensino superior um material e um modelo que atendam às necessidades e às expectativas dos discentes, substituindo a abordagem exclusivamente expositiva, sob a forma de monólogos. Para tanto, é necessária a participação do aluno, com o ensino-aprendizagem ocorrendo em quadros de contextualização, de interdisciplinaridade e de resgate dos conhecimentos prévios, a fim de que se opere o amálgama entre assuntos, disciplinas e o mundo real ao redor do estudante (BORGES, 2013).
Assim sendo, a participação do aluno nas aulas surge como uma tentativa a de redução do déficit de aprendizagem que persiste e prolifera na maioria das escolas e
universidades do Brasil. Esse fenômeno é constantemente corroborado pelos pífios resultados que o estudante brasileiro tem obtido em estudos nas disciplinas de ciências em pesquisas desenvolvidas por organizações internacionais e nacionais sobre essa questão escolar. De acordo com Somavilla e Zara (2016, p. 125) no PISA 2006, 55,3% dos jovens brasileiros alcançaram apenas o Nível 1 de conhecimento, e dentre 57 nações participantes, o Brasil ficou em 52º lugar. Uma das causas apontadas para o fracasso é a maneira de ensinar a disciplina, que não desperta o interesse do aluno e as vezes é apoiada em conceitos equivocados. Além disso, a evolução das médias nas provas em ciências do PISA, não demonstra avanços para o Brasil e apontam para uma estagnação dos dados de 2009 a 2012.
Recentes dados do Programa Internacional de Avaliação de Aluno (PISA) demonstram que o Brasil apresentou declínio no ranking mundial, ocupando a 63ª posição em Ciências da natureza (PORTAL G1 Educação, 2016). O Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (ENADE), segundo a avaliação divulgada pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas (INEP), revelou que, das 2.066 instituições de ensino superior avaliadas em 2017, apenas 35, o equivalente a 1,6% do total, obtiveram nota máxima numa escala de 1 a 5 (PORTAL ESTADÃO, 2019).
Particularizando o quadro problemático para o ensino de Química no ensino superior, observa-se que o cenário pouco difere do que ocorre no geral, anteriormente mencionado. Mesmo diante da gravidade do rendimento da aprendizagem na disciplina em foco, ponderável parcela de professores de Química nas universidades insiste em utilizar somente a metodologia tradicional com aulas expositivas, limitadas aos conteúdos contemplados no livro didático, com exemplos, figuras e analogias que, muitas vezes, não se adequam à realidade do aluno ou que não se aplicam a seu cotidiano. Exemplos desses conteúdos são encontrados em capítulos como os de “Cinética Química”, inseridos e estudados a partir da físico-química (OLIVEIRA, 2014). Segundo Barbosa (2018, p. 21), ainda encontra-se a disciplina de Química e mais especificamente o conteúdo de Cinética Química sendo explorado de forma monótona e tradicional, sendo fielmente apresentado o conteúdo da forma que está exposto no livro didático utilizado pelos alunos, não havendo assim possibilidade de interação do aluno com a disciplina e consequentemente não possibilitando uma
aprendizagem eficiente dos alunos que usam o livro didático como o principal suporte de aprendizagem.
É nesse contexto que vários docentes que apresentam o conteúdo, tal qual está exposto no livro acabam desconsiderando a construção sócio-histórica do conhecimento, ignoram os interesses dos estudantes e de sua comunidade, desvalorizando o conhecimento implícito que os discentes tenham construído pela sua vivência (MOREIRA e SILVA, 1997).
A desvalorização desse conhecimento persiste e se mostra como fator relevante que contribui para o aumento de problemas na aprendizagem dos estudantes, em atividades educacionais futuras. Na realidade, tal desvalorização dificulta a ampliação ou modificação de novos conhecimentos acerca dos fenômenos que, de certa forma, têm conexão com aqueles materiais cognitivos que foram depreciados ou ignorados durante o ensino passado, segundo validam (LOGUERCIO et al.,1999).
Ao observar tradicionais livros de Química destinados ao ensino superior, é possível constatar que o conteúdo de Cinética Química e Equilíbrio Químico, por exemplo, normalmente é inserido nesses compêndios de forma isolada. Assim, apesar de esses conteúdos envolverem uma conexão entre seus conceitos, os livros didáticos não apresentam essa relação de forma explícita.
Nesses casos, tais livros não deixam muito claro ao leitor a forma como se estabelecem aquelas relações, o potencial significado que pode haver entre os conceitos nesses dois conteúdos e ainda a maneira como as figuras, imagens, representações e ilustrações nem sempre trazem significado concreto do conhecimento químico discutido.
Diante do exposto, é fácil perceber que o problema, na realidade, extrapola aos livros didáticos em pauta e se manifesta mesmo a partir da estrutura curricular de cursos de graduação, pois muitos professores desconhecem aspectos de discussão filosófica do ensino de Química, a exemplo dos níveis de representação discutidos por Johnstone (1982).
Observa-se que o LD é um instrumento capaz de promover a reflexão sobre os múltiplos aspectos da realidade e estimular a capacidade investigativa do discente, para que ele assuma a condição de agente na construção do seu conhecimento. Além disso, também se nota que as instituições de ensino de nível superior ainda mantêm o LD como principal material de uso didático, principalmente utilizado pelos docentes. Então, é perfeitamente justificável se saber até que ponto esse antigo recurso educacional ainda é utilizado nos processos educacionais, bem como qual é o grau de sua utilidade na aprendizagem dos estudantes de Química no nível superior, em relação à forma de apresentação de imagens, figuras, representações e ilustrações na abordagem do conteúdo dessa disciplina (MARTINS e ARAÚJO, 2018).
Cientes de que a formação dos professores, no que diz respeito ao conteúdo específico de Cinética Química, se reflete na aprendizagem dos alunos, então o LD deve assumir múltiplas funções para o discente no processo de ensino e aprendizagem (VASSÃO, 2018).
A partir dessa premissa, faz-se necessário, portanto, pesquisar com mais profundidade os livros de Química de nível superior, com intuito de analisar como os livros didáticos abordam os elementos da contextualização na abordagem do conteúdo de “Cinética Química” e os três níveis de representação da matéria: macroscópico, submicroscópico e simbólico, bem como a sua interligação como sugere Johnstone (1982)?
1.2 Contextualização
A contextualização dos assuntos tratados no ensino e nas avaliações é bastante defendida e discutida em pesquisas científicas nas áreas de ensino de ciências. Tal fato ocorre pelo cenário consistente e nada estimulante instalado no sistema de ensino brasileiro, onde o espaço criado destinado à aprendizagem é focado, muitas vezes, na metodologia tradicional de ensino caracterizada exclusivamente pela transmissão dos conteúdos, com aulas expositivas, limitadas aos assuntos e dados contemplados no livro didático, com exemplos, figuras e analogias que não se adequam à realidade do aluno ou que não se aplicam a seu cotidiano (NICOLA e PANIZ, 2017).
Pode-se definir o ensino tradicional como aquele que apresenta o modelo transmissão-recepção. Nele, as aulas são expositivas com ênfase na memorização de conceitos e fórmulas, não possuindo vínculo com a vida dos estudantes e suas realidades, nem proporcionando reflexão crítica, centrando-se apenas na técnica, sem considerar o contexto escolar (PINHO, 2014).
Segundo Lima (2019), as aulas ministradas com estratégias já empregadas nos séculos passados, isto é, desprovidas de recursos eficientes fazem parte da realidade de muitas instituições de ensino no Brasil.
Outro problema destacado por Lima (2019) está atrelado ao ensino da disciplina de Química quanto à abordagem dos conteúdos, por acontecer geralmente sem a devida contextualização ou algo da vivência cotidiana dos educandos. Ainda para esse autor, o ensino dos conceitos científicos complexos não relacionados às situações vivenciadas pelo aluno pode implicar dificuldades de compreendê-los, de aceitá-los.
Lima (2019) também afirma que a forma de exposição dos conceitos nos livros didáticos não atende satisfatoriamente à compreensão de sua aplicação ou não auxilia o estabelecimento do nexo com a realidade do aluno. O mesmo tipo de equívoco didático ocorre em exercícios propostos para fixação dos conteúdos da Química, os quais geralmente exploram e valorizam expressões matemáticas, em detrimento do significado e da interpretação que a disciplina propõe para compreensão dos fenômenos da natureza.
De um modo geral, a contextualização pode ser entendida como o ato de vincular o conhecimento à sua origem e à sua aplicação (BISERRA e WIELEWSKI, 2012). A perspectiva da contextualização necessita da participação do estudante em todo o processo de aprendizagem, fazendo relações com o conhecimento que possui. Diferentemente do que é observado no ensino tradicional, o estudante terá papel central, isto é, será protagonista na construção do conhecimento, tornando-se agente capaz de resolver problemas e transformar o mundo em sua volta (MAFFI et al., 2019). Ainda, segundo Maffi et al. (2019, p. 78), tradicionalmente, a contextualização tem sido pouco utilizada na sala de aula e, quando utilizada, serve apenas como um complemento ao conteúdo estudado. Desse modo, não valoriza a diversidade de
percepções dos estudantes sobre o conhecimento. Um ensino descontextualizado não estimula a participação e nem a problematização e não valoriza as vivências e experiências dos estudantes.
Cabe frisar a importância da contextualização do ensino de Química não somente presente nas estratégias de ensino, como também nos recursos educacionais como o livro didático, recurso bastante utilizado pelos estudantes para a aprendizagem dos conceitos (COSTA e FIELDS, 2016).
No ensino de Química, os termos contextualização e cotidiano são comumente utilizados quando se almeja o ensino transformador. Seus significados se distinguem em relação aos aspectos teóricos nos quais são pensados. Esses termos são marcantes nessa área de ensino e utilizados por professores, autores de livros didáticos, elaboradores de currículos e pesquisadores em ensino de Química (WARTHA et al., 2013).
Segundo Silva (2017, p. 18), o termo cotidiano tem se caracterizado por ser um estudo de situações habituais ligadas ao dia-a-dia das pessoas. A função do ensino, nessa perspectiva, é relacionar conhecimentos ligados à vida diária do aluno com conhecimentos científicos. A abordagem do cotidiano no ensino pode ser caracterizado como um ensinamento relacionado a fenômenos e fatos que estão no dia a dia das pessoas com à finalidade da aprendizagem conceitual (DELIZOICOV; ANGOTI & PERNAMBUCO, 2002; SANTOS & MORTIMER, 1999).
Ensinar, no entanto, Química, tomando como referência o cotidiano dos alunos, é muito mais do que somente exemplificar com fenômenos de sua realidade. Ao iniciar com uma abordagem a partir do cotidiano, a fim de ter uma visão muito mais ampla e interacionista com o conhecimento, faz-se necessário conhecer também a linguagem dos alunos, suas vivências, conhecimentos prévios, questionamentos e realidade (WARTHA et al., 2013).
Dentro dessa perspectiva, é importante frisar que, em parceria com o Ministério da Educação (MEC), um grupo de especialistas em livros acentua a afirmação de que existe uma abordagem ainda ausente de problematização do cotidiano. Segundo tais especialistas, adotar o estudo de fenômenos e fatos do cotidiano pode recair numa análise de situações vivenciadas por alunos que, por diversos fatores, não são
problematizadas e consequentemente não são analisadas numa dimensão mais sistêmica como parte do mundo físico e social (SILVA, 2007, P. 20).
A contextualização vai além de exemplos do cotidiano ou da utilização de analogias que se aproximam da realidade dos estudantes. É necessário que o contexto apresentado leve o discente a compreender a relevância do tema estudado e suas aplicações práticas. Dar significado ao que se estuda é essencial na motivação dos alunos. Proporcionar a descoberta de novos conhecimentos é fundamental para a compreensão do que seja “fazer ciência”. Contextualizar o conhecimento no seu próprio processo de produção é criar condições para que o aluno experimente a curiosidade, o encantamento da descoberta e a satisfação de construir o conhecimento com autonomia, sendo ele mesmo o criador de uma visão de mundo e de um projeto com identidade própria (WARTHA e ALÁRIO, 2005, p. 44).
Conforme Marcondes (2008), a contextualização no ensino é motivada pelo questionamento acerca do que os alunos precisam saber de Química para exercer melhor sua cidadania. Nesse sentido, os conteúdos estudados devem ter significação humana e social, de maneira a interessar e a estimular o aluno, permitindo uma leitura crítica do mundo físico e social. Concordando com essa ideia, Lopes (2007) apresenta a contextualização como um modo de ensinar conceitos científicos ligados à vivência dos alunos, seja ela pensada como recurso pedagógico ou como princípio norteador do processo de ensino.
Ainda se tratando da importância da contextualização, fica evidente que ela está associada ao resgate do conhecimento prévio do educando e à apresentação de exemplos práticos presentes no seu contexto de vivência, quando são discutidos conceitos químicos. Então vale destacar alguns trabalhos cuja finalidade é identificar a contribuição que as metodologias de prática de ensino podem trazer para a aprendizagem, quando concatenadas aos recursos educacionais disponíveis.
A contextualização é visivelmente o princípio norteador para o ensino de ciências, o que significa um entendimento mais complexo do que a simples exemplificação do cotidiano ou a mera apresentação superficial de contextos sem uma problematização de que, de fato, provoque a busca de entendimentos sobre os temas em estudo. Portanto, a contextualização não deveria ser vista como recurso ou
proposta de abordagem metodológica, mas como princípio norteador (WARTHA et al. 2013).
A aprendizagem por meio de uma abordagem de ensino contextualizada exige do professor de Química a capacidade de lidar com o conhecimento de senso comum bastante presente, a qual retrate uma realidade anteriormente já vivenciada, podendo, inclusive, ser usada de maneira desafiadora a partir de sua problematização. É por meio da confrontação entre o conhecimento científico e o conhecimento de senso comum que os discentes podem ampliar sua visão sobre sua realidade, ampliando também sua maneira de pensar. Dessa maneira, a forma como os estudantes constroem e pensam sobre sua realidade pode ser transformada e repensada (DURÉ, ANDRADE e ABILIO, 2018).
Segundo Pinho (2014, p. 18), o ser humano constantemente tenta ligar qualquer tipo de informação nova a seus conhecimentos anteriores, pois, ao se deparar com zonas de conhecimento distantes à sua, se vê necessitado de familiarizar tais conhecimentos, a ponto de torná-los de fácil compreensão em relação à sua percepção de mundo. É a partir do sucesso ou da falha nessa interação, que o estudante poderá ou não aprender uma informação nova com facilidade. Ainda segundo o autor, não problematizar a realidade também leva ao reducionismo de seu significado, bastante comum ao escutar alguns chavões, como, por exemplo, "trazer a realidade do estudante para dentro da sala de aula" ou percebê-la como representação física do mundo e das coisas, tal como confundi-la com o cotidiano.
É a partir da realidade dos alunos no encaminhamento do estudo de um determinado tema que se exige a necessidade de deixar que os discentes falem, expressem o que já conhecem sobre o tema, provocando-os e desafiando-os, para que manifestem seus conhecimentos, suas aflições e o que gostariam de conhecer mais sobre o conteúdo. Nesse ambiente de efervescência de ideias, os conhecimentos já existentes são colocados sob questionamentos, dúvidas, visando à reconstrução e à ampliação. O ensino distante da realidade dos estudantes pode tornar-se mero recebimento de dados (PINHO, 2014).
É preciso frisar que a abordagem do ensino contextualizado enseja grandes oportunidades para encontros e interações entre a Química e aspectos sociais,
econômicos, ambientais e históricos. É um verdadeiro convite ao desenvolvimento de atividades interdisciplinares, recurso metodológico tão em voga. Tal contextualização dos processos de ensino também está presente nas Diretrizes Curriculares Nacionais e nos Parâmetros Curriculares Nacionais, os quais regulamentam a Educação Brasileira até o período de escrita deste texto (QUIMENTÃO, 2015).
Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM) incluem a busca da contextualização justificada pelo desenvolvimento de um Ensino Médio mais amplo, de forma que os conteúdos sejam indispensáveis na formação cidadã, que deve ser desenvolvida no sentido completo, nas relações de trabalho, sociais e com o meio ambiente.
Os PCNEM indicam que os temas abordados em Química necessitam de contextualização, uma vez que essa disciplina possui uma linguagem própria, que pode partir de problemas do cotidiano e daí desenvolver uma visão mais ampla do mundo e a capacidade de interpretação de situações. Ainda, de acordo com os PCNEM (1999, p. 85), consegue-se isso mais facilmente ao se contextualizar o ensino, usando-se exemplos universais, locais ou regionais nas abordagens e problematizações. Tal orientação didática é perfeitamente cabível também no ensino superior, principalmente em cursos de formação de professores, visto que esses serão os futuros propulsores de uma ciência de base endossada em relações contextuais e cotidianas que podem motivar e favorecer a aprendizagem.
Fato também abordado na Base Nacional Comum Curricular – BNCC, que afirma que aprender Ciências da Natureza vai além do aprendizado de seus conteúdos conceituais. Nessa perspectiva, a BNCC da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias – por meio de um olhar articulado da Biologia, da Física e da Química – define competências e habilidades que permitem a ampliação e a sistematização das aprendizagens essenciais desenvolvidas no Ensino Fundamental no que se refere: aos conhecimentos conceituais da área; à contextualização social, cultural, ambiental e histórica desses conhecimentos; aos processos e práticas de investigação e às linguagens das Ciências da Natureza (BNCC, p. 547).
Desta forma, torna-se evidente que a contextualização com temas do cotidiano do aluno facilita a aprendizagem. Compreende-se a ideia de contextualização no
ensino de Química em aspectos relacionados a aspectos como a realidade, a vida, a vivência, o mundo, o trabalho, a cidadania, o meio social, o ambiente histórico cultural e os conhecimentos prévios do aluno em disciplinas escolares (WARTHA et al., 2013).
Embora se entenda que a contextualização seja importante instrumento metodológico na busca de um diferencial nas aulas e na aprendizagem dos conceitos químicos, grandeparte dos artigos que mencionam esse termo como referência em suas atividades didáticas, não apresenta embasamento teórico ou pouco trabalha esse aspecto. Acredita-se que isso se deve ao fato de que não há consenso geral quanto à definição do termo nem também autores que se dediquem exclusivamente a ele (PINHO, 2014, p. 34).
Ademais, segundo Pinho (2014), ao analisar artigos científicos que envolvem o termo “contextualização”, apresenta dois aspectos que permeiam a produção científica. Um dos aspectos está atrelado à Química como ciência tradicional e acrítica. O outro diz respeito ao consenso sobre o papel importante que a contextualização assume na busca do ensino que supere o modo dito "tradicional" de ministrá-lo.
Para justificar os dois aspectos listados, cabe destacar a seguinte ideia de (Silva, 2003, p. 26):
Embora reconhecida à importância de ensinar conhecimentos químicos inseridos em um contexto social, político, econômico e cultural, o cenário que se apresenta não é satisfatório com relação a esse aspecto. Observa-se com frequência que a seleção, a sequenciação e a profundidade dos conteúdos estão orientadas de forma estanque, acrítica, o que mantém o ensino descontextualizado, dogmático, distante e alheio às necessidades e anseios da comunidade escolar.
Complementando ainda as considerações realçadas por Silva (2003), merece ênfase a seguinte abordagem de Neves et al. (2009):
Uma característica comum nas aulas de Química é a memorização de conceitos, fórmulas e leis. Com isso, as aulas tornam-se monótonas, o que impede a participação ativa dos estudantes. Muitas vezes, os conteúdos ensinados em sala de aula não os fazem refletir sobre os fenômenos
vivenciados no dia-a-dia nem conseguem desenvolver o senso crítico de investigação pelo conhecimento.
As ideias dos autores mencionados retratam uma realidade do ensino de Química do Brasil tanto no ensino médio quanto no ensino superior. Tais níveis mantém o ensino tradicional, descontextualizado e pautado na memorização de conceitos, fórmulas e leis apresentadas por meio dos livros didáticos, que impedem a participação ativa dos alunos no processo de aprendizagem.
Segundo Mendes (2011, p. 40), essa memorização é decorrente de um ensino tradicionalista, voltado exclusivamente ao ingresso em Universidades públicas ou privadas que, nos seus exames de admissão, cobram um conteúdo programático muito extenso, o que tem influenciado tanto a abordagem conteudista de boa parte dos livros didáticos quanto o próprio ensino. Neste contexto, o professor costuma propor atividades que se reduzem à utilização de algoritmos, exigindo do estudante apenas procedimentos mecânicos e memorização, tendo como consequência apenas a transmissão de conteúdos e dificultando a sua adequada compreensão. Esse mesmo cenário não é diferente no ensino superior.
Além do exposto, cabe ainda destacar algumas pesquisas encontradas na literatura que tem como objetivo a análise de livros didáticos, com a finalidade de verificar se há ou não a presença de uma abordagem contextualizada nas obras estudadas.
Costa & Fields (2016), por exemplo, realizaram uma pesquisa na qual investigaram como os professores da rede pública estadual de ensino de algumas escolas têm trabalhado o princípio da contextualização, a partir do livro didático de Química. De acordo com o relato de alguns professores, foi possível constatar que a maioria acredita que nem sempre o livro didático de Química contribui para a contextualização, a partir do conteúdo exposto por eles. A razão disso estaria vinculada ao fato de que o LD traz conceitos já formados, fazendo-se necessário complementar com a utilização de outros materiais.
Segundo os dois autores, de acordo com as concepções apresentadas pelos professores, nota-se ainda, recorrentemente nos LD, a falta de relacionar os conceitos com fatos do cotidiano e problematizá-los. Apenas apresentam concepções pautadas
em outras definições. Observa-se, porém, que, se essas fossem articuladas com fatos do cotidiano dos alunos, promovendo um processo de interação em que os alunos argumentem, e se fosse realizada a problematização a partir de tais concepções, então a contextualização seria possível de ser trabalhada, facilitando a comprovação de sua utilidade indispensável.
Já Souza et al. (2012) realizaram uma pesquisa a partir da análise de dois livros de Química de nível médio: “Química cidadã” de Gerson Mól & Wildson Santos; e “Química na abordagem do cotidiano” de Eduardo Canto & Francisco Peruzzo. O estudo buscava determinar em quais conceitos químicos se podia encontrar a temática “água”. Além disso, visava verificar como ocorria a contextualização do tema “água”.
De acordo com os autores, a obra “Química cidadã” alcança de forma exemplar seu objetivo proposto (formar cidadãos), pois, ao final de alguns capítulos, traz o quadro “Atitude sustentável” e o questionário “Pense, debata e entenda”, que possibilitam a intervenção do aluno na sua comunidade, por meio de ações individuais. Aparentemente pequenas, elas geram resultados significativos, tendo em vista serem executadas em grupo.
Já o livro “Química na abordagem do cotidiano”, segundo os autores, apesar de indicar, no manual do professor, a importância de um ensino contextualizado, essa ação não aparece diretamente nos conteúdos trabalhados, ficando a cargo do professor.
Com base nos trabalhos apresentados, percebe-se que há grande preocupação dos pesquisadores em compreender como os professores e universitários em licenciaturas consideram e aplicam os entendimentos sobre contextualização. Pode-se destacar também que as dificuldades sobre a compreensão e a elaboração de materiais contextualizados são consideradas comuns no âmbito educacional, embora esse termo tenha sido debatido e destacado nos documentos oficiais da educação por vários anos.
Dessa forma, como se almeja mudança na sala de aula, é importante que se invista na formação do professor, quanto ao aspecto da contextualização, desde a
formação inicial, de modo que os professores conheçam e acreditem nessa perspectiva de ensino (NASCIMENTO, 2017).
1.3 Dificuldades de Aprendizagem
Dentre os problemas existentes relacionados ao processo de ensino e aprendizagem dos estudantes, destacam-se as dificuldades de aprendizagem que eles podem manifestar. É fato que as razões estão relacionadas a inúmeros fatores, entretanto esse problema pode estar atrelado à experiência dos estudantes em seu contexto escolar e aos recursos por eles utilizados no processo de ensino e aprendizagem (FRANÇA, 2019).
Há décadas a dificuldade de aprendizagem é objeto de interesse da Psicologia da Educação e também de outras áreas de conhecimento. Na área de ensino, o número de pesquisas desenvolvidas sobre o assunto só aumenta, visto que abrange um quantitativo crescente de estudantes com tal problema, independentemente do nível de ensino e do conteúdo a ser ensinado (BARBOSA E MARINHO-ARAÚJO, 2010).
Suas implicações podem ocasionar situações antagônicas de aprendizagem. Os motivos, por sua vez, podem estar correlacionados a fatores interiores ou exteriores ao estudante, conforme afirma Suarez Yánez (1995).
Outro fator importante relacionado à dificuldade de aprendizagem é a questão social do estudante, ou seja, aquela decorrente de fatores originados no ambiente familiar, como, por exemplo, o baixo nível de escolarização dos pais ou a alimentação deficiente. Conforme sinalizado por Ribeiro & Silva (2013), para promover o desenvolvimento da aprendizagem, do raciocínio e da concentração da atenção, é preciso que os estudantes tenham atendidas suas necessidades nutricionais com alimentação rica em vitaminas e minerais que os ajude no desenvolvimento cognitivo. A expressão “dificuldade de aprendizagem” faz menção ao sujeito que possui um modo distinto de aprender, o que pode ser por razões pedagógicas, identificadas a partir de erros conceituais ou concepções alternativas, culturais ou emocionais (FRANÇA, 2019).
Particularizando a “dificuldade de aprendizagem” no ensino de Química no nível superior, pode-se afirmar que a participação do docente e a presença do livro didático influenciam preponderantemente na aprendizagem efetiva ou não dos discentes, principais atores no processo contínuo de formação dos conceitos desde a educação básica, alcançando, portanto, a formação universitária.
Em geral, a Química é uma das disciplinas pouco simpatizadas por parcela ponderável dos estudantes do ensino no nível médio e superior. O fato de ela lidar com certos conteúdos que abarcam conceitos abstratos, difíceis de serem visualizados no mundo observável, em sala de aula, auxilia essa tendência à rejeição (RISCH, 2010).
Ela é a ciência que estuda as propriedades das substâncias, dos materiais, e visa explicar, dentre outros aspectos, como interagem as substâncias envolvidas em uma reação química. Assim, para tornar inteligíveis essas explicações, são utilizados modelos, analogias, teorias e conceitos expressos em linguagem simbólica e representativa. Esses recursos simbólicos auxiliam a compreensão da composição das substâncias, da interação virtual das espécies envolvidas e do comportamento geral da reação química no nível submicroscópico da matéria (VASCONCELOS e ARROIO, 2013).
Algumas dessas formas de explicar o mundo natural podem causar obstáculos à aprendizagem dos estudantes (SILVA, et al., 2014), uma vez que esses recursos não se configuram como uma representação exata e definitiva de um fenômeno, mas sim representações que têm o intuito de auxiliar o indivíduo a compreender um conceito de difícil compreensão, complexo, abstrato, ou um fenômeno que ocorre em escala perceptivelmente inacessível (LIMA e NÚÑEZ, 2004).
É imprescindível reconhecer a limitação de recursos que os químicos utilizam para compreender a ciência. Os alunos, por exemplo, precisam perceber a relação entre aspectos submicroscópicos da matéria, muitas vezes representados em modelos científicos, com aspectos macroscópicos do conhecimento químico presente. Isso ocorre em situações diversas da vida que são discutidas e representadas com o auxílio de fórmulas, símbolos, gráficos entre outros recursos (MELO, 2015). O
conteúdo de Cinética Química nos livros oferece exemplos dessas situações, já envolvendo explicações mais complexas (GATTO, 2019).
Diversos recursos presentes nos livros de Química podem dificultar a aprendizagem dos conceitos químicos. Dentre esses, situam-se as analogias e as exemplificações utilizadas para desenvolver o pensamento analógico, os modelos, a representação gráfica e a linguagem científica, recursos esses empregados pelos autores.
As analogias são importantes ferramentas para a aprendizagem das ciências. Facilitam a assimilação de conceitos abstratos, ao estabelecer a relação destes últimos com conceitos concretos (GONÇALVES & JULIÃO, 2016). Assim, quando utilizadas nos livros de forma correta podem contribuir para aprendizagem dos estudantes. Quando empregadas de maneira inapropriada, podem gerar erros ou a construção de conceitos incorretos, acarretando sérios problemas de aprendizagem.
Monteiro e Justi (2000, p. 78), sinalizam:
Apesar de o processo de ‘visualização’ desencadeado pelas analogias ser importante para a aprendizagem, ele também pode causar sérios problemas. Isso porque os alunos podem internalizar a analogia integralmente, o que levaria a uma compreensão errônea dos conceitos em discussão. Além disso, uma compreensão equivocada de um determinado conceito pode induzir a erros conceituais não só em relação a conceitos que foram previamente ensinados como também àqueles que ainda serão ensinados. Tal aspecto não diminui o valor de analogias enquanto modelos de ensino, mas ressalta a importância de se usarem boas analogias.
Tomando como referência o raciocínio e os pensamentos que os estudantes podem apresentar, para que a aprendizagem possa ser efetivada, pressupõe-se a necessidade de entendimento e de distinção do que sejam teorias e modelos. Além disso, é necessário que os estudantes percebam o caráter provisório que os modelos científicos possuem, tendo em vista que a Química se concebe a partir da utilização dessas ferramentas como forma de visualização dos fenômenos não perceptíveis ao olho humano (LIMA e NÚÑEZ, 2011).
