Analogias em livros didáticos de Química brasileiros destinados ao EM

Ivone Garcia Monteiro e Rosária S. Justi Investigações em Ensino de Ciências, V5(2), pp. 67-91, 2000.

Bolsista: Patrick Andersson Barreto Frasão

Subprojeto Química

Introdução

Os modelos são os principais produtos e ferramentas da ciência.

Mas, afinal, o que são modelos?

“Um modelo deve ser entendido como uma representação – de um objeto, processo, evento, sistema ou ideia – que se origina de uma atividade mental.”

Fenômeno Modelo mental

Modelo expresso Modelo consensual

Modelo consensual (Natureza abstrata)

Modelo de ensino

O que são os modelos de ensino? “São objetos ou situações trazidos para o contexto de ensino a fim de ajudar os alunos a (1) ‘visualizarem’ o objeto ou a situação pretendidos e (2) elaborarem modelos mentais aceitáveis dos modelos consensuais.”

“As analogias compreendem:

(1) uma determinada questão desconhecida ou não familiar (objetivo, objeto);

(2) uma questão conhecida (análogo, base, fonte) que resulta familiar para o sujeito que tenta aprender; e

(3) um conjunto de relações [comparativas] que se estabelecem entre (1) e (2).”

A função de uma analogia pode ser...

Criativa quando “estimula a solução de problemas existentes, a identificação de novos problemas e a elaboração de novas hipóteses”

Ligações químicas como molas

A função de uma analogia pode ser...

Explicativa quando “apresenta novos conceitos”

Modelo atômico de Rutherford como

sistema solar

Quanto à relação analógica entre o análogo e o alvo, uma analogia pode ser...

Funcional quando “a função ou

comportamento do análogo é atribuída ao alvo.”

Estrutural quando o análogo e o

alvo passam a “possuir a mesma aparência física geral”, sendo

assim “similarmente construídos”.

Tendem a ser mais fracas!

Quanto à condição (ou nível de abstração dos conceitos), a analogia pode ser...

ANÁLOGO → OBJETIVO

Concreta - Abstrata

Concreta - Concreta

Abstrata - Abstrata Não significa ser a mais fácil

de ser compreendida

Condição ideal segundo a própria definição de uma

analogia

Um exemplo de analogia (fácil) de condição abstrata-abstrata: “Vida-média: Para compreendermos o significado dessa grandeza, vamos estabelecer uma analogia: Você sabe que não é possível determinar a duração de vida de um indivíduo. Podemos, no entanto, calcular a duração média de vida de uma população. Assim, por exemplo, a partir de 1970 a duração média de vida no Brasil alcançou os 56 anos. Analogamente, não é possível prever a duração de vida de um determinado núcleo, mas podemos conhecer um tempo estatístico de sua duração. Se o elemento rádio tem vida-média de 2300 anos, você deve concluir que um núcleo de rádio, estatisticamente, levará 2300 anos para se desintegrar. Isso, porém, não exclui a possibilidade de ele se desintegrar antes ou depois desse tempo. (Livro C, v.2, p. 310, ênfases originais)

Quanto ao nível de enriquecimento...

Simples “quando o domínio da analogia era conectado ao domínio alvo através de expressões do tipo ‘é como’, ‘pode ser comparado a’, ‘é semelhante a’.” • Requerem do aluno a identificação das semelhanças entre os domínios; • Portanto, acabam sendo ou muito difíceis, ou muito fáceis: depende da clareza dos aspectos ligados;

Um exemplo de analogia simples:

“Será que existe alguma relação entre a energia de ativação e a velocidade de uma reação? Podemos considerar a energia de ativação como um obstáculo que precisa ser ultrapassado para que a reação ocorra. Quanto maior for a energia de ativação, maior será o obstáculo a ser vencido e menor será a velocidade da reação.”

(Livro D, v. 2, p. 152)

Quanto ao nível de enriquecimento...

Enriquecida “quando alguns dos atributos compartilhados eram explicitados.”

Ampliada “quando mais de um atributo de um análogo é utilizado para ensinar mais um conceito alvo ou quando mais análogos são utilizados para ensinar um mesmo conceito alvo.” • Maior nível de enriquecimento;

Um exemplo de analogia enriquecida: “Podemos comparar uma reação não-elementar a um restaurante do tipo “bandejão”. A velocidade da reação pode ser medida em mols por minuto e a do bandejão em pessoas por minuto. Suponha que cada um dos colocadores de alimento tenha habilidade para servir vinte pessoas por minuto. É óbvio que a fila do bandejão caminhará com velocidade de vinte pessoas por minuto, uma vez que cada pessoa precisa passar por todos os colocadores até poder iniciar sua refeição. Imagine, agora, que um dos colocadores seja mais lento que os demais e consiga servir apenas cinco pessoas por minuto. A fila, neste caso, andará com velocidade de cinco pessoas por minuto, pois não adianta outros colocadores serem potencialmente rápidos se um deles “segura” toda a fila. O bandejão caminha com velocidade igual à do colocador mais lento. Da mesma forma, numa reação composta de várias etapas (isto é, não elementar), a etapa mais lenta controla a velocidade do processo todo, não adiantando que as demais etapas sejam potencialmente rápidas. Portanto: Numa reação não elementar a velocidade da reação global é igual à velocidade da etapa mais lenta do mecanismo.”

(Livro B, v. 2, p. 264, ênfase original)

Um exemplo de analogia ampliada: “Mas, o que ocorre quando um átomo é colocado em uma chama? Quando objetos são atirados para cima, eles voltam e se chocam com a superfície. A energia anteriormente recebida, na forma de energia cinética, é devolvida como calor ou como trabalho, já que o objeto pode até causar alguma deformação na superfície onde cai. Analogamente, quando uma mola é esticada, sua energia potencial aumenta. Ao voltar à sua posição inicial, a mola devolve ao meio a energia anteriormente recebida também nas formas de calor e/ou trabalho. Analisando estes dois exemplos, e muitos outros que poderiam ser discutidos, podemos concluir que os corpos têm uma tendência a permanecerem com menor energia. Nos átomos a situação não é diferente. Em cada um deles deve existir uma determinada situação que envolva uma quantidade mínima de energia. Esta situação é denominada ESTADO FUNDAMENTAL.”

(Livro I, p.149 – 150, ênfase original)

Pesquisas sobre analogias em livros-texto de Química Poucos estudos sobre uso de analogias em livros-texto de Química no mundo; (No Brasil, nenhum até então)

Curtis e Reigeluth: • Livros de Ciências (EUA) do nível elementar à graduação (apenas 4 livros de Química); • Trabalho com analogias:

CATEGORIZAÇÃO → SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO → CONFIRMAÇÃO → SUGESTÕES DE USO

Thiele e Treagust: • Somente livros de Química (AUS); • Aprimoramento do sistema de classificação de analogias proposto por Curtis e Reigeluth;

O estudo realizado

11 coleções de livros-texto de Química (A-K) - 28 volumes • Livros mais utilizados; • Livros disponíveis;

Dentre as coleções, 3 são de livros altenativos (G, H, I)

Como são as analogias publicadas nos livros-texto reunidos? Suas características revelam algo a respeito do uso desses modelos pelos autores, professores e alunos?

Metodologia

O trabalho foi organizado em três etapas: 1ª ETAPA: Identificação das analogias • Pela definição; • Explicitação, por parte do texto; 2ª ETAPA: Análise com base na classificação de Thiele e Treagust 3ª ETAPA: Discussão dos resultados obtidos

Estrutura (resumida) de classificação de Thiele e Treagust

O conteúdo do conceito alvo; A localização da analogia no currículo; A relação analógica entre o análogo e o alvo; Estruturais ou funcionais? O formato da apresentação; Verbais, ilustrações ou ilustrativo-verbais? A condição (ou nível de abstração) dos domínios; A posição da analogia em relação ao alvo; O nível de enriquecimento da analogia; Como o análogo é conectado ao alvo? A orientação pré-tópico; Como a analogia é conectada ao texto? Discussão de limitações (ou concepções alternativas);

Estrutura (resumida) de classificação de Thiele e Treagust

O conteúdo do conceito alvo; A localização da analogia no currículo;

Os dados coletados, assim como a análise realizada

posteriormente, não

foram adicionados no artigo!

Resultados

Frequência de analogias por coleção • Nas 11 coleções analisadas: 126 analogias (11,5 anal./col.) • Coleções A-D: número de analogias ≥ 15 Demais coleções: número de analogias < 8 • Livros-texto alternativos não implicam em mais analogias;

Frequência de analogias por coleção • Tópicos mais abordados: Estrutura atômica (41,3 %) Cinética Química (12,7 %) Ligações Químicas (8,7 %) O que explica essas altas frequências? 1. Nível de abstração; 2. Dificuldades de compreensão por parte dos alunos; 3. Tradição dos autores;

Será que a formação de soluções, por exemplo, é tão intuitiva assim?

Resultados

Frequência de analogias por coleção • Analogias repetidas.

Por que algumas são tão valorizadas?

1. São, realmente, muito úteis;

2. Falta de conhecimento de outras analogias;

3. Despretensão na elaboração de outras analogias;

Resultados

Frequência de analogias por coleção • Analogias repetidas.

Por que algumas são tão valorizadas? 1. São, realmente, muito úteis; 2. Falta de conhecimento de outras analogias; 3. Despretensão na elaboração de outras analogias;

O potencial criativo dos alunos está sendo aproveitado?

Resultados

Resultados

Relação analógica entre o análogo e o alvo • Funcionais (58 %) Estruturais (38 %) Estruturais - funcionais (4 %) • Apesar de serem as mais fortes, as analogias de relação estrutural - funcional estiveram em menor frequência;

Estruturais - funcionais

Resultados

Formato da apresentação

• “As analogias contribuem para a aprendizagem na medida em que elas evocam ‘imagens mentais’ sobre conceitos abstratos.” • Ilustrativo-verbal (54 %) Verbal (44 %) Ilustração (2 %) • Resultados reconhecem o potencial das imagens;

Devido ao elevado potencial de visualização, dispensam a inserção de

ilustrações nos livros.

Resultados

Formato da apresentação

• Apesar disso, foram destacadas ilustrações: 1. desnecessárias; 2. que complicavam a compreensão da analogia; e 3. que induzem a erros conceituais;

Resultados

Condição dos domínios

• Concreto - abstrato (93 %) Abstrato - abstrato (5 %) Concreto - concreto (2 %) • Os resultados já eram esperados pela própria definição de analogia (relação entre familiar e desconhecido);

Resultados

A posição de uma analogia em relação ao alvo

• Antes (22 %) Durante (47 %) Depois (26 %) Margem (5 %) • As analogias posicionadas antes e durante tendem a ser mais eficazes, uma vez que propiciam mais relações com o alvo; • A posição ideal depende da natureza do análogo, do alvo e da intenção de quem a propõe.

Conceitos subsunçores

Resultados

Nível de enriquecimento

• Simples (37 %) Enriquecidas (39 %) Ampliadas (24 %) • Livros-texto com maior número de analogias apresentavam, também, mais analogias simples;

Resultados

Orientação pré-tópico

• Expressões do tipo ‘imagine que...’, ‘é semelhante a...’, ‘... É como se fosse...’, ‘podemos comparar...’, ‘... é análogo a...’ foram consideradas identificações de estratégia; • Explicação do análogo (10 %) Identificação de estratégia (I.E.) (21 %) Explicação do análogo e I.E. (53 %) Não explicavam o análogo e não I.E. (16 %) • A frequência de 53 % pode ser resultado da necessidade de esclarecimento de um análogo pouco familiar;

Resultados

Discussão das limitações

• A maioria dos autores não registra a existência de limitações! • Apenas 4 analogias (do total de 126) foram discutidas: 1. Duas com esclarecimento parcial e no corpo do

texto; 2. Outras duas com notas de esclarecimento no

rodapé;

Resultados

Discussão das limitações

• Por que não são discutidas pelos autores?

1. Acreditam que apontá-las é desnecessário; 2. Presumem que os alunos estabelecerão as

correlações corretas entre os domínios das analogias;

3. Deixaram a responsabilidade para os professores;

• Aconselha-se, ao professor, que as analogias presentes nos livros-texto sejam discutidas com a turma;

Considerações finais

As ilustrações, na grande maioria, tinham papel apenas atrativo para o aluno;

Muitas analogias não acrescentavam informações novas ao texto;

Vale ressaltar que apenas 3,2 % das analogias tiveram suas limitações discutidas;

Somente duas analogias (do total de 126) contavam com a participação interpretativa do aluno;

Novas questões de pesquisa

Teoria do Currículo e as analogias

Para que público as analogias dos livros-texto foram elaboradas? Os análogos são familiares para quem?

Influência das analogias na aprendizagem

Como as analogias afetam a aprendizagem de tópicos

específicos da Química?

Como os próprios professores entendem as analogias

Referências bibliográficas

GARRITZ, A.; RAVIOLO, A. Analogias no Ensino do Equilíbrio Químico. Química Nova na Escola. Nº 27. Fevereiro, 2008. p. 13-25. MONTEIRO, I. G.; JUSTI, R. S. Analogias em Livros Didáticos de Química Brasileiros Destinados ao Ensino Médio. Investigações em Ensino de Ciências. V 5 (2). Setembro, 2000. p. 67-91.