Este capítulo apresenta e analisa resultados de pesquisa construídos a partir dos registros das aulas de Ciências Naturais junto à turma de 8ª série do Ensino Fundamental, com foco nos processos de significação dos conceitos elemento e substância.
A partir do acompanhamento das nove aulas de Ciências Naturais, percebemos que a turma era bastante participativa nas aulas. Os estudantes procuram interagir com a professora e entre os colegas, fazendo perguntas e colocações. Em alguns momentos, mostravam-se um tanto agitados, mas logo se acalmam quando solicitados.
Percebemos também que a professora ensinava com muita segurança e tranquilidade durante as abordagens dos conceitos e conteúdos em sala de aula. Isso pode se explicar pelo grande tempo de experiência, já que dedica muitos anos de sua profissão ao ensino de Ciências Naturais e Matemática no Ensino Fundamental (treze anos professora de Ciências da 8ª série).
Durante o acompanhamento das aulas, chamou a atenção o fato de que a professora possui grande domínio sobre a classe, no sentido de manter um clima de disciplina e organização, sendo muito respeitada pelos estudantes na sala de aula. A professora prezava momentos de descontração, de conversa, no entanto, nos momentos destinados à explicação dos conteúdos, retomadas e resolução de exercícios era muito exigente, principalmente, no que dizia respeito ao silêncio em sala de aula e o respeito entre alunos e professor.
Essa postura da professora, que exige dos estudantes respeito e empenho, mas permite momentos de diálogo e interação uns com os outros, é fundamental para que ocorram processos de significação conceitual, novas aprendizagens, pela interação com o outro, sendo que essa interação é mediada sempre pelo uso da palavra.
A construção e análise dos resultados a partir dos registros das aulas limita-se a um recorte das primeiras aulas de Ciências Naturais acompanhadas, devido ao limite de tempo e
espaço disponível para a elaboração escrita da dissertação. O recorte das aulas de Ciências Naturais abrangeu o conteúdo “Misturas” e “Modelos Atômicos”, na 4ª e 5ª aulas. Este recorte foi escolhido pela sua relação com o tema desta dissertação, já no início do ano letivo. Na verdade estas foram as primeiras aulas de conteúdo, já que as aulas anteriores abrangeram outras atividades de integração, na escola. Cabe registrar que ricos materiais empíricos produzidos a partir dos registros serão objeto de continuidade e ampliação das análises, futuramente.
A análise e discussão sobre os processos de significação conceitual de elemento e substância iniciam com a constatação de que as primeiras abordagens, na sala de aula acompanhada, foram no estudo dos diferentes “modelos atômicos” propostos por alguns químicos (Dalton, Thomson, Rutherford e outros), em diferentes contextos e tempos históricos. “Modelo atômico” também se constitui num conhecimento fundamental à compreensão do conhecimento químico e da própria evolução da Química como ciência, como construção humana, possibilitando a compreensão e significação de outros conceitos, relacionados à noção de átomo como partícula elementar e fundamental da matéria.
Segue um breve relato da quarta e quinta aula de Ciências da turma de 8ª série, em que foi abordado o conteúdo “modelo atômico de Rutherford”, com reflexões a partir do diálogo dos sujeitos envolvidos, professora e estudantes, em relação ao ensino do assunto.
A aula iniciou com a correção de atividades da aula anterior, que se referiam ao estudo sobre as misturas e os processos de separação das mesmas. As atividades haviam sido encaminhadas como tarefa para casa.
Após a correção, a professora iniciou o estudo do átomo, questionando os estudantes sobre suas compreensões em relação à palavra “átomo”, se já haviam ouvido algo sobre o assunto. Após algumas manifestações dos estudantes, a professora mencionou os diferentes modelos que foram propostos para o átomo no decorrer da história e evolução da Química, iniciando pelos modelos propostos por Dalton e Thomson. Logo após, apresentou o modelo de Rutherford, tendo ilustrado com um desenho no quadro negro o experimento realizado pelo cientista (bombardeio a uma lâmina de ouro com partículas alfa). A ilustração e explicação aos estudantes foi feita a partir do livro didático de Ciências utilizado pela professora como suporte em suas aulas (diferente do livro dos estudantes). Segue um recorte obtido a partir do livro didático da professora (que faz parte da mesma coleção a qual pertence o LD4, analisado nesta dissertação) e um recorte obtido a partir do caderno de um dos estudantes, que copiou o que constava no quadro negro:
Figura 23: Representação do Experimento de Rutherford
Fonte: Caderno do aluno 1
A partir da ilustração, a professora explicou o conteúdo. Durante as falas, ela apontava para partes específicas do desenho, no quadro. Algumas falas, que constam em itálico no episódio, correspondem a trechos que ela lia diretamente no livro.
Aula 4. 56. P: Ó gente, aqui no livro diz assim: (faz leitura do livro) “Entre
1909 e 1911, o lorde Ernest Rutherford realizou um experimento conhecido como ‘Experimento de Rutherford’: bombardeou uma lâmina finíssima de ouro com partículas positivas, chamadas partículas alfa”. Então, gente, ele
bombardeou essa lâmina de ouro aqui com partículas positivas chamadas partículas alfa. Algumas passaram essa placa e vieram até a lâmina de sulfeto. Umas passaram, outras chegavam aqui e desviavam, pra um lado ou pra outro, mas daí ele pensou “tá e agora?”. Aqui ((no livro) diz assim: “A
grande maioria das partículas atravessou a lâmina de ouro sem sofrer desvios em sua trajetória, embora algumas tenham retrocedido e outras sofrido desvios acentuados”. Então gente, algumas partículas atravessaram
a lâmina, já outras sofreram desvios. Mas algumas retrocederam, voltaram e Figura 22: Representação do experimento de Rutherford
algumas desviaram pros lados. Então o que ele descobriu? Aqui diz que
“Com esse experimento, Rutherford tirou as seguintes conclusões: o átomo não é denso”. Como elas desviavam, né? Que o átomo possui uma região
central onde estão concentradas as cargas positivas. Que ao redor do núcleo giram as cargas negativas. E aqui nada disso aparecia, nesse modelo aqui. Então, o que ele fez? Ele tentou mais. E encontrou outro modelo para o átomo: o modelo planetário, que seria como o sistema solar, dos planetas. No centro o núcleo, né, e ao redor, vamos tentar fazer aqui. ((Toca a campainha e a tarefa é adiada)). Na próxima aula eu retomo essa parte.
A fala da professora nas duas primeiras linhas do turno apresentado remete para reflexões sobre a problemática da contextualização histórica do conhecimento escolar. Há menção ao período em que “realizou um experimento”. Após, consta: “o que ele descobriu”.
É importante que, nos processos de significação conceitual, sejam produzidos sentidos ao conceito, em abordagens referentes à contextualização histórica do conhecimento químico, contudo: dessa forma?
É necessário situar o contexto problemático, as implicações dos conhecimentos da época e as controvérsias associadas à proposição do modelo, evitando ideias simplistas como a de ‘descoberta’. Também é objeto de reflexão a penúltima frase: “Ele tentou mais. E encontrou outro modelo para o átomo: o modelo planetário”. O termo “encontrou” também dá margem a uma visão simplista e apriorística de conhecimento científico.
A partir da explicação da professora, cabe questionar a (im)possibilidade de compreensão, pelos estudantes, do experimento e do modelo teórico proposto por Rutherford. Sem noção sobre as partículas alfa, por exemplo, como entenderiam o bombardeio da placa de ouro? A única referência de que são partículas que apresentam carga positiva, neste nível de ensino, provavelmente significa pouco para os estudantes.
Cabe refletir sobre a importância da problematização dos conceitos, sejam os científicos ou os cotidianos, nas aulas de Ciências, para que elas não passem de um jogo de perguntas e respostas, em que o professor é um mero transmissor e o estudante um mero receptor de informações.
Nessas aulas prevaleceu a imagem do professor repetidor. Em abordagens como essas, sem discussões e problematizações sobre os conhecimentos, os professores, de um modo geral, acabam despertando um movimento de pensamento no aluno não orientado para a compreensão conceitual dos objetos em estudo. Pelo contrário, acabam criando obstáculos
epistemológicos e pedagógicos que impedem ou dificultam as aprendizagens dos conceitos de Ciências Naturais (BACHELARD, 1996).
Como demonstra o episódio que segue, na aula seguinte, a professora retoma o assunto da aula anterior e dá continuidade aos estudos sobre o modelo atômico de Rutherford:
Aula 5.1. P: Nós paramos nos átomos né? Nas diferentes teorias. Qual foi a teoria que nós vimos na aula passada? Qual era a primeira, em forma de que? Aula 5. 2. A1: De bola
Aula 5.3. P: Isso, como se fosse uma bola maciça. E o outro? Qual era o outro modelo? O de pudim de...?
Aula 5.4. A2: Passas
Aula 5.5. P: Como se fosse um pudim de passas, com cargas negativas dentro. Essas cargas negativas seriam as passas. O outro então seria o de Rutherford, com todas aquelas placas de chumbo, com lamina de ouro, que alguns feixes de partículas passavam, outros refletiam. (A seguir, a professora faz a leitura do livro). “A grande maioria das partículas
atravessou a lâmina de ouro sem sofrer desvios em sua trajetória, embora algumas tenham retrocedido e outras sofrido desvios acentuados. Com esse experimento, Rutherford tirou as seguintes conclusões: O átomo não é denso e apresenta mais espaços vazios do que preenchidos”. O que é denso?
Lembram que eu falei pra vocês? O que é denso é mais pesado. Lembram do exemplo da água, que é mais densa que o azeite? Lembram gente, que eu falei que algumas substâncias são mais densas que outras?
Aula 5.6. A3: Eu não lembro.
Aula 5.7. P: E o último gente, que modelo é? Em forma de planetas, lembram gente! O modelo planetário, onde o núcleo seria considerado o sol e ao redor os elétrons, que seriam o que?
Aula 5.8. A4: Os planetas
Aula 5.9. P: Então foi definido como modelo do sistema solar, no centro está o núcleo e ao redor do núcleo os elétrons, que tem carga?
Aula 5.10. A5: Negativa
Aula 5.11. P: Isso, negativa. Nessa região central, no núcleo do átomo, se encontram os prótons, que são s partículas positivas. Ao redor estão os elétrons. E essa parte aqui gente, entre o núcleo e os elétrons seria a eletrosfera, que é a região onde giram os elétrons.
A professora retoma a explicação do experimento, sobre o bombardeamento da lâmina de ouro com partículas alfa, que algumas dessas partículas atravessaram a placa de ouro, enquanto outras não. Rutherford chegou a algumas conclusões em relação ao átomo, a partir da noção de que ele não é denso, com a noção da existência de espaços vazios.
São estabelecidas relações equivocadas entre a noção de densidade do átomo e dos materiais, como no caso da comparação entre a densidade da água e do azeite. O comentário sobre essa diferença de densidade e que as substâncias apresentam densidades diferentes não contribui para o entendimento da ‘densidade de elétrons’ dos átomos na lâmina de ouro.
Podemos dizer que a abordagem do conteúdo no livro didático e na aula não é adequada por não permitir uma compreensão conceitual mediante estabelecimento de relações entre conceitos por parte dos estudantes. Que movimento de pensamento eles poderiam efetivamente vivenciar a partir das explicações?
Os processos de significação conceitual em Ciências Naturais se concretizam somente quando fazemos uso da palavra, que representa uma das diversas formas de linguagem e de expressão existentes. A palavra é sempre mediada pelo outro, em um processo de interação entre os sujeitos. Contudo, as relações pedagógicas requerem diálogos de forma que os sujeitos possam produzir sentidos aos conceitos de forma coerente à forma científica/química de linguagem/pensamento. Que relações de diálogo os sujeitos vivenciam em salas de aula, ao se apropriarem das linguagens que necessitam ser adequadamente significadas?
Um dos aspectos a analisar, neste episódio, é em relação ao uso de metáforas e analogias no ensino de Ciências Naturais, como foi o caso das explicações nesta aula. São comparações indevidas e que não contribuem na compreensão do conhecimento escolar. Em relação à aprendizagem dos conceitos da área de Ciências Naturais, cabe destacar que, “a aprendizagem de conceitos é algo muito mais complexo do que o simples estabelecimento de definições consagradas em textos didáticos e em glossários” (AGUIAR JR, LIMA E MARTINS; 2005, p. 02).
Bachelard (1996, p. 93), ao discutir os obstáculos à apropriação dos conhecimentos científicos na escola, critica o uso indevido de recursos para ensinar, o que “prejudica evidentemente a razão, no qual o lado concreto, apresentado sem prudência, impede a visão abstrata e nítida dos problemas reais.” Esse autor recomenda cautela e vigilância no uso de comparações, imagens, ilustrações, que necessitam “ser entendidas como modelos de raciocínio, nunca reflexos do real” (BACHELARD, 1996, p. 46). Com base em alertas deste autor, cabe refletir sobre o risco de usar comparações indiscriminadas no ensino de Ciências Naturais, o que tende a acomodar o pensamento dos estudantes ao invés de orientar na direção da apropriação do conhecimento químico/científico na escola.
Destaca-se a importância de uma formação inicial e continuada de professores que contribua para romper com o pensamento de uma ciência que busca evidências e conclusões naquilo que é visível, palpável, no que está na natureza (ou que se acredita que esteja), desconsiderando a participação do homem na produção criadora do conhecimento como “fazer ciência” que contribui para transformar o mundo para melhor.
Neste sentido, cabe reafirmar o papel essencial do professor, como responsável pela mediação de explicações adequadas sobre os conhecimentos escolares, com uma prática voltada sempre para a direção da construção do pensamento em nível teórico-conceitual, em coerência com as ciências; não na direção de, em nome de uma pretensa facilitação, abrir mão de levar em conta a complexidade e os graus de dificuldade de compreensão conceitual, inerentes aos processos de construção dos conhecimentos escolares, por parte dos educandos.
Na aula anterior, antes do início das abordagens sobre o modelo atômico de Rutherford, a professora fez a correção dos exercícios referentes aos conteúdos de substância, elemento e misturas. Apresentamos algumas reflexões a partir do diálogo dos sujeitos envolvidos, professora e estudantes, em relação à correção das atividades que haviam sido encaminhadas.
A correção dos exercícios foi feita a partir da leitura, em sequência, de cada uma das questões pelos estudantes.
Aula 4.6.A1: Entre as substâncias a seguir, classifique em misturas homogêneas ou heterogêneas: Água + areia: é heterogênea.
Aula 4.7. P: Heterogênea por que dá pra observar duas fases. Aula 4.8. A2: Azeite de soja + azeite de milho: homogênea Aula 4. 9.P: Isso, homogênea por que os dois são óleos. Aula 4.10.A1: Pó de ferro + enxofre: heterogênea Aula 4.11. A2: Pedra brita + serragem: heterogênea
Aula 4.12. A3: Conceitue elemento químico em seu ponto de vista: é o conjunto de átomos iguais
Aula 4.13.P: É o que? Um conjunto de átomos...? Aula 4.14. A: Iguais
Aula 4.15.P: De elementos iguais. Certo! Próxima...
Aula 4.16. A4: Cite um elemento químico que você conhece: o sabonete Aula 4.17. P: Elemento químico
Aula 4.18. A4: Então?
Aula 4.19. P: Mas tu sabe a fórmula dele? Aqui está pedindo um elemento químico que vocês já conhecem. Aqui poderia ser o hidrogênio, oxigênio, cloro, nitrogênio, lembram? Próxima pergunta.
Aula 4.20.A5: O ar é uma substancia pura? Não, o ar não é tão puro como pensamos, pois a fumaça dos carros polui o ar.
Aula 4.21.P: Ele não é uma substância pura por que ele é uma mistura de vários gases, ou vários componentes químicos.
Aula 4.22.A6: Quais os gases que são componentes do ar? Gás nitrogênio, gás carbônico, gás oxigênio.
Aula 4.23. P: E outros né? Existem outros. A próxima...
O episódio apresentado acima permite a percepção de que a correção dos exercícios feita pela professora e pelos estudantes não passa de um jogo de perguntas-respostas, em que os estudantes leem o que responderam e a professora apenas afirma o que foi lido, orientando para a leitura da próxima pergunta, sem que se faça a problematização do assunto.
No turno 12, em um determinado momento da correção, o estudante faz a leitura de uma pergunta sobre o conceito de elemento químico. Ao responder que “é o conjunto de átomos iguais (Aula 4.12. A3)” a professora o questiona em relação a resposta dada, e afirma que é um conjunto de “elementos iguais. (Aula 4.15.P)”. Após essa breve manifestação da professora ela acrescenta: “Certo! Próxima... (Aula 4.15.P)”, referindo-se a leitura da próxima questão.
Esse episódio suscita discussões sobre a falta de problematização e discussão com relação as atividades desenvolvidas em sala de aula, já que são poucos os momentos em que a professora problematiza, reforça os conceitos abordados, a exemplo da pergunta, no turno 16, que se referia ao conceito de elemento, que foi respondida pelo estudante de forma incorreta, corrigida pela professora, no entanto sem uma devida explicação e problematização. A professora apenas destaca a resposta correta, no entanto não discute com os estudantes o equívoco cometido pelo aluno e o porquê da resposta não estar correta.
Os estudantes, durante a correção destas atividades estão respondendo aos questionamentos e isso é importante, porque eles estão verbalizando palavras na escola, mas, é preocupante a rapidez com que inúmeros conceitos são trazidos, sem um tempo adequado para que os processos de significação conceitual acompanhem efetivamente as falas dos sujeitos. Essa rapidez na abordagem das palavras faz do processo de ensino e aprendizagem uma repetição de palavras, como se fosse um papagaio. Nesse sentido, Vigotski (2008) alerta que essas palavras apenas repetidas são caracterizadas pelo vazio de significado conceitual, já que o processo de significação e formação de um conceito é complexo, e exige muito mais do que o estabelecimento de conexões associativas (VIGOTSKI, 2008).
Em sua obra Pensamento e Linguagem, Vigotski contribui para a reflexão sobre o que ele chama de “ensino direto” de conceitos, da mera repetição de palavras, sem qualquer reflexão, afirmando que:
o ensino direto de conceitos é impossível e infrutífero. Um professor que tenta fazer isso geralmente não obtém qualquer resultado, exceto o verbalismo vazio, uma repetição de palavras pela criança, semelhante à de um papagaio, que simula um conhecimento dos conceitos correspondentes, mas que na realidade oculta o vácuo (VIGOTSKI, 2008, p. 104.).
Muitas vezes, em aulas de Ciências Naturais, ao invés da atenção aos processos de significação conceitual em sala de aula, o ensino é proposto mediante exercícios para serem realizados em sala de aula e em casa. Isso pode contribuir para despertar nos estudantes o interesse e o hábito pelo estudo, além de auxiliar na significação conceitual dos mesmos. Contudo, é essencial que na formação e na prática dos professores haja uma devida atenção no sentido de não se descuidar da necessária mediação das explicações por parte do professor.
Com base nas análises e discussões sobre o ensino de Ciências Naturais acompanhado, nesse contexto, argumentamos em defesa do incentivo ao uso intencional da palavra como instrumento fundamental e determinante nos/dos processos de significação conceitual. Isso, corroborando com as palavras de Vigotski (2008) de que, sem o uso da palavra, o processo de abstração e formação de um conceito não ocorre.
Nesse sentido cabe lembrar que o responsável pelo processo de ensino e aprendizagem é o professor, ator e mediador essencial aos processos de apropriação dos conhecimentos escolares e do uso intencional das palavras, como objetos que possibilitam a construção de conceitos. A razão de ser das escolas se justifica, em sua essência, pela própria existência, nelas, dos professores. Quem faria o papel intransferível de mediar às aprendizagens da área de Ciências Naturais quando da não existência do professor? Com a falta do professor o ensino estaria certamente comprometido.
Por outro lado, discutir a importância e a especificidade da função social do professor, implica discutir também o papel e a função social da instituição “escola” (YOUNG, 2007). Nela o professor está inserido com a função essencial, que é a de possibilitar aos estudantes o acesso a um conhecimento bastante específico, não possibilitado pela vivência cotidiana.
A missão da escola, assumida como a de instruir, educar e formar os cidadãos, articuladamente à “socialização do conhecimento científico” (LOPES, 2007, p. 194) situa a
complexidade do papel social do profissional da educação, já que é ele o responsável por esse processo de mediação de aprendizados bastante específicos, em especial os dos conteúdos/conceitos das ciências. Isso, porque o elo entre os conhecimentos dos estudantes e os conhecimentos a serem ensinados nas aulas de Ciências Naturais está situado, sem dúvida, no professor. É a ele que cabe o papel de intermediar o acesso pedagógico, por parte dos estudantes, ao conhecimento científico, passando pelos portais dos processos de produção do