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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA SEBASTIÃO JUNIOR TEI OOSS CCOOMMPPEETTÊÊ EENNSSIINNOO UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – UFC CENTRO DE CIÊNCIAS CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA SEBASTIÃO JUNIOR TEIXEIRA VASCONCELOS CCOONNCCEEIITTOOSS EE AASS ÊÊNNCCIIAASS DDAA QQUUÍÍMMIICC OO MMÉÉDDIIOO PPÚÚBBLLIICCOO FFOORRTTAALLEEZZAA FORTALEZA, 2011. XEIRA VASCONCELOS CCAA NNOO DDEE 2 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza SEBASTIÃO JUNIOR TEIXEIRA VASCONCELOS OS CONCEITOS E AS COMPETÊNCIAS DA QUÍMICA NO ENSINO MÉDIO PÚBLICO DE FORTALEZA Monografia apresentada ao curso de Graduação em Licenciatura em Química do Centro de Ciências da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de licenciado em Química em 11 de novembro de 2011. Orientador: Prof. Dr. Francisco Audísio Dias Filho. FORTALEZA 2011. 3 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Esta monografia foi normalizada conforme as Normas para Apresentação de Trabalhos Acadêmicos da Universidade Federal do Ceará, publicadas em 2007 com base na NBR 14724/2005. Fortaleza, novembro de 2011. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará Biblioteca de Ciências e Tecnologia V45c Vasconcelos, Sebastião Júnior Teixeira. Os conceitos e as competências da química no ensino médio público de Fortaleza / Sebastião Júnior Teixeira Vasconcelos. – 2011. 83 f. : il. color., enc. ; 30 cm. Monografia (graduação) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Curso de Licenciatura em Química, Fortaleza, 2011. Orientação: Prof. Dr. Francisco Audísio Dias Filho. 1. Química – Estudo e ensino. 2. Educação básica. I. Título. ............................................................................................................................. .CDD 540 4 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza SEBASTIÃO JUNIOR TEIXEIRA VASCONCELOS OS CONCEITOS E AS COMPETÊNCIAS DA QUÍMICA NO ENSINO MÉDIO PÚBLICO DE FORTALEZA Monografia apresentada ao curso de Graduação em Licenciatura em Química do Centro de Ciências da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de licenciado em Química. APROVADA EM 11 DE NOVEMBRO DE 2011. BANCA EXAMINADORA ___________________________________________ Professor Dr. Audísio Dias Filho (orientador) Universidade Federal do Ceará _________________________________________ Professora Dra. Selma Elaine Mazzetto Universidade Federal do Ceará ________________________________________ Professor Livre Docente Francisco Belmino Romero Universidade Federal do Ceará 5 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Para meu pai, Sebastião (in memorian). Sua história me inspira. Sua lembrança me fortalece. 6 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza AGRADECIMENTOS À Deus, Senhor e verdadeiro fundador da Química. Àquele que criou tudo do qual uma ínfima parte temos estudado e chamado de ciência. À minha mãe Socorro e ao meu irmão Josias, por compreenderem meu esforço nos últimos anos. A toda minha família, fonte de conforto, de motivação e incentivo para continuar a caminhada. Aos meus amigos (e não só “colegas”) da Universidade Federal do Ceará pelos tantos dias, noites e madrugadas que passamos juntos. Não teria chegado até aqui sem vocês. Aos meus amigos (e não só “ex-colegas”) da Faculdade de Educação de Itapipoca (FACEDI/UECE), pela verdadeira amizade e pelo despertar de sonhos mais ousados. Aos meus amigos residentes da Residência Universitária 1601 pelo apoio e o companheirismo ao longo destes dois anos que convivemos juntos. Aos meus primeiros professores por terem me mostrado desde cedo os caminhos que deveria seguir. Aos autênticos professores universitários, pela humildade, dedicação e amor ao que fazem. Ao povo de minha terra natal, Assunção, em Itapipoca, Ceará. À minha cidade-mãe, ponto inicial de onde comecei minha jornada. Aos amigos do Laboratório de Biotecnologia e Síntese Orgânica (LABS/UFC), em especial ao professor Marcos Carlos de Mattos, pelo acolhimento e confiança a mim dedicados em quase três anos que trabalhos juntos. Aos meus amigos mais íntimos Cleonilda Cláita e Venício Oliveira, por terem me ajudado quando mais precisei. Agora sei que Deus envia anjos ao nosso auxilio, mas quase sempre eles são humanos. À professora Selma Elaine Mazzetto pela ministração da disciplina de Prática de Ensino em Química e pelos valiosos auxílios na definição e escrita deste trabalho. Ao professor Francisco Audísio Dias Filho pela excelente orientação monográfica. Agradeço, também, ao professor Audísio pela coordenação do curso de Licenciatura em Química e pelos grandes auxílios dados a mim no decorrer de minha formação. Aos colegas da disciplina da Prática de Ensino em Química pelas numerosas ajudas durante a realização deste trabalho. À Universidade Federal do Ceará, pela oportunidade de compartilhar de sua filosofia e de sua grandeza. Esta instituição tornou-se uma parte de mim na medida em que eu me tornei parte dela. A todos que fazem a UFC e que, por falta de tempo, espaço ou memória minha, não foram citados. Todos são membros de um só grande corpo. “E, se todos fossem um só membro, onde estaria o corpo?”* (*) I Cor. 12, 19. 7 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza “O saber científico adquirido deve ser sempre testado, sempre controlado, sempre criticado.” Gaston Bachelard 8 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza RESUMO Este trabalho monográfico analisa os conceitos e as competências da área de Química nas escolas públicas do município de Fortaleza mediante uma pesquisa de caráter qualitativo e quantitativo realizada no segundo semestre de 2011. A finalidade foi detectar a assimilação de conceitos e o desenvolvimento de competências (segundo os PCNEM) nos alunos ao fim do ensino médio mediante a aplicação de questionários teóricos elaborados para esta finalidade. O perfil dos alunos e de suas respectivas escolas também foi estudado em questionários específicos. A amostra constituiu-se de um grupo de 83 estudantes regularmente matriculados em instituições estaduais de ensino médio distribuídas por todas as subdivisões regionais do município.Os resultados apontam heterogeneidade para o desempenho dos alunos em aspectos quantitativos por instituição - o que parece se relacionar com os níveis de qualidade das escolas -, mas elevada uniformidade em termos qualitativos. Os resultados apontaram maior dificuldade dos alunos em determinadas competências e conceitos e maior facilidade em outros. Infere-se deste estudo, que o ensino de Química ainda se dá basicamente por metodologias tradicionais, embora a maioria das escolas disponha de recursos mínimos para dinamizar o ensino e docentes com formação na área. A ciência Química, para os alunos, mostra-se útil, mas ainda distante de suas realidades, seja pela linguagem, ou por algum suposto pré- requisito de aprendizagem, mas defende-se que seja mais pela forma como esta ciência é ensinada. Palavras chave: Ensino de Química, estudo qualitativo-quantitativo, educação básica, aprendizagem. 9 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO.........................................................................................................................................11 1.1. O papel da química na educação básica..................................................................................................12 1.2.Os conceitos químicos e as competências dos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM)........................................................................................................................................................14 1.3. O desafio do docente no ensino moderno de Química............................................................................17 2. OBJETIVOS.............................................................................................................................................19 2.1.Geral.........................................................................................................................................................19 2.2.Específicos................................................................................................................................................19 3. METODOLOGIA....................................................................................................................................20 3.1. Seleção dos conceitos químicos e das competências estudadas.............................................................20 3.2. Seleção da amostra.................................................................................................................................20 3.3. Elaboração e aplicação dos questionários teóricos (QT), de perfil discente (QPD) e institucional (QI) para a amostra selecionada;...........................................................................................................................21 3.4. Tratamento estatístico dos dados obtidos...............................................................................................21 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................................................22 4.1. Caracterização geral da amostra..............................................................................................................22 4.2. Resultados das questões do QT...............................................................................................................25 4.2.1. Conceito de linguagem química, elementos e substâncias...............................................................25 4.2.2. Os aspectos relacionados às reações químicas: conceito de reação , princípio da conservação das massas, fenômenos químicos e físicos e equações químicas.........................................................................28 4.2.3. Propriedades periódicas e modelos atômicos...................................................................................33 4.2.4. As questões que envolveram cálculo: a noção de grandeza extensiva e o uso de escalas.............................................................................................................................................................38 4.2.5. A Química e seus aspectos sociais: a ética e a importância da ciência Química ........................................................................................................................................................................40 4.3. Resultados das questões do QPD............................................................................................................43 4.3.1. Dificuldades, requisitos para o aprendizado e visão pessoal da Química........................................43 4.3.2. Tempo de prova, motivos de se estudar Química e conhecimento do Ano Internacional da Química..........................................................................................................................................................47 4.3.3. Os professores e as aulas de Química .............................................................................................49 4.3.4. Os assuntos de Química ministrados no ensino médio....................................................................51 4.4. Desempenhos numéricos.........................................................................................................................52 10 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 4.4.1. Desempenho por escola no QT........................................................................................................52 4.4.2. Desempenho por dificuldade relatada no QT..................................................................................54 4.5. Perfil das escolas.....................................................................................................................................55 4.5.1. Tempo de ensino médio e perfil dos docentes de Química...............................................................55 4.5.2. Estrutura física das escolas e aprovação em universidades..............................................................57 4.5.3. Preocupações e dificuldades atuais das escolas..............................................................................57 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................................................58 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................................................60 ANEXOS..................................................................................................................................60 11 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 1. INTRODUÇÃO Não é possível descrever o processo de evolução do ensino de ciências sem vinculá-lo à evolução histórica da própria educação, da escola como instituição e das mudanças na sociedade. Eventos como a industrialização, o desenvolvimento tecnológico, científico e a urbanização provocaram mudanças nos currículos escolares, especialmente nos das disciplinas chamadas científicas (KRASILCHIK, 1988). Atualmente, as preocupações energéticas e ambientais da humanidade, bem como as novas ferramentas tecnológicas que marcam nossa era repercutem diretamente no ensino. Isso porque tanto o ato de ensinar como o de aprender são dinâmicos e manifestam-se em consonância com a realidade. É indiscutível a importância do ensino de ciências naformação cidadã, justificada, entre outros, pelas exigências da sociedade moderna cada vez mais tecnológica e produtora de conhecimentos. Não obstante, só a ciência pode explicar os fenômenos naturais de forma imparcial e livre de mitos oriundos do senso comum. Assim, o ensino da ciência permite ao cidadão não só adquirir o conhecimento mais elaborado, mas também autonomia para um livre pensar, características essenciais numa democracia. Por esta visão, a ciência tem uma função social insubstituível, pois na modernidade a produção científica é responsável também pelo desenvolvimento econômico das nações. Segundo a Organização das Nações Unidas para a Educação (UNESCO, 2003), os governos devem dar a mais alta prioridade à melhoria da educação científica em todos os níveis, sobretudo nos países em desenvolvimento, como é o caso do Brasil. Os cidadãos devem estar preparados para os fatos decorrentes da estreita relação entre ciência e desenvolvimento. À medida que o conhecimento científico se tornou um fator de importância crucial na produção da riqueza, sua distribuição tornou-se também mais desigual. O que distingue os pobres (pessoas ou países) dos ricos não é meramente o fato de eles possuírem menos bens, mas também de eles serem, em boa parte, excluídos da criação e dos benefícios do conhecimento científico. (UNESCO, 2003,p. 28) 12 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 1.1. O papel da Química na educação básica O conhecimento científico é composto por diversos aspectos ou componentes. Embora estes sejam naturalmente inseparáveis, costumam ser estudadas individualmente por questões didáticas e de organização curricular. Um dos componentes deste conhecimento é a Química, ciência que estuda a matéria, suas propriedades e transformações. Sem dúvida, uma ciência essencial à compreensão do mundo natural. Mais do que explicar fenômenos, a Química também produz conhecimento tecnológico e prático que vão de encontro aos anseios da humanidade. Em uma única afirmativa, pode-se dizer que a humanidade jamais teria alcançado níveis tão altos de desenvolvimento sem a Química. No Brasil, a educação para formação cidadã essencial é assegurada por lei como dever do estado e é tecnicamente chamada de educação básica, que compreende da educação infantil (ainda não obrigatória) ao ensino médio. Esta é a mesma de que trata a nossa atual Lei de Diretrizes e Bases da Educação –LDB (BRASIL, 1996), como sendo um direito do todo cidadão em tê-la de modo indistinto e com qualidade. A etapa final dos estudos da educação básica é chamada de ensino médio e possui duração mínima de três anos, exceto em casos previstos pela própria lei. No ensino médio, o estudo das ciências torna-se mais elaborado e individual, isto é, o conteúdo de ciências ministrado no ensino fundamental passa a se dividir em três outros: o de Biologia, de Física e o de Química. É no primeiro ano do ensino médio, portanto, que os estudantes têm contato especificamente com a Química e suas subdivisões tradicionais na educação básica (Química Geral, Físico-Química e Química Orgânica). Espera-se que ao fim do ensino médio os alunos tenham adquirido uma formação básica que os capacite a compreender não só a realidade que os cercam, mas o seu papel como cidadãos, possibilitando-lhes ingresso no mercado de trabalho ou avançar nos estudo. Conforme a própria LDB, “a educação básica tem por finalidades desenvolver o educando, assegurar-lhe a formação comum indispensável para o exercício da cidadania e fornecer-lhe meios para progredir no trabalho e em estudos posteriores”. (Art. 22, caput). Como finalidades do ensino, a mesma lei lista, entre outros, “a compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada disciplina.” (BRASIL, 1996, Art. 35, inciso IV). 13 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Neste contexto temos que a Química, abordada em todo ensino médio de modo sistemático, é essencial para a formação cidadã moderna. Isto indica que há necessidade de uma aquisição mínima de conhecimento químico para poder participar com maior fundamentação da sociedade. Segundo Santos e Schnetzler (1996, p.29), isso implica que o conhecimento químico aparece não como um fim em si mesmo, mas com objetivo maior de desenvolver as habilidades básicas que caracterizam o cidadão: a participação e o julgamento. No entanto, existem sérios problemas no país no que se refere ao ensino de ciências. De um modo geral, a educação no Brasil ainda é muito deficiente, fato mostrado pelas péssimas posições que o país normalmente ocupa ao participar de avaliações em âmbito mundial (FERNANDEZ e colaboradores, 2008). Embora tenha havido significativo progresso na educação brasileira nas últimas décadas (GOUVÊA, 2000), estamos muito aquém de uma situação que possa ser chamada boa, ou mesmo razoável. As recentes greves de professores no estado do Ceará, bem como em outros estados do país, evidenciam que o sistema está em crise e nota-se pouco empenho das autoridades locais em solucionar tal problema. Junte-se a isso metodologias inconvenientes para se ensinar ciências numa era moderna. Refere-se aqui ao ensino tradicional, pautado na memorização de conceitos, fórmulas e o que mais for julgado importante em detrimento do raciocínio e da contextualização científica. Nosso ensino de química tradicional é fruto, na maioria das vezes, de um processo histórico de repetição de fórmulas que são bem sucedidas do ponto de vista didático - fazer com que o aluno aprenda alguns procedimentos relacionados à Química, transformando a disciplina num manejo de pequenos rituais. (MORTIMER, 2000 p. 274) Esse modelo de ensino encontra-se ultrapassado e desde os anos 1960 se tenta substituí-lo na educação brasileira, mas o fato é que até hoje metodologias claramente tracionais são facilmente reconhecíveis nas escolas. 14 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 1.2. Os conceitos químicos e as competências dos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM) O aprendizado da Química passa, inevitavelmente, pela aquisição de conceitos fundamentais. Isso porque o conceito é uma representação de um objeto, a partir de suas características gerais, pelo pensamento. É com base nos conceitos que exploramos a abstração, sem a qual muito em Química não pode ser feito, ensinado ou aprendido. Não se pode ensinar, por exemplo, o que é átomo sem exigir do aluno um mínimo de trabalho mental para formulação de uma representação para um ente natural com um conceito definido, o átomo. Assim, o conceito e a sua representação estão intimamente relacionados. No entanto, o que se estabelece como conceito não é algo estático, mas dinâmico e interdisciplinar. Como os próprios PCNEM deixam claro, os conceitos tem aspectos semelhantes e diferentes na forma como são tratados nas diversas ciências. O que não surpreende é que as dificuldades do ensino e aprendizagem de Química estejam associadas, em parte, ao aspecto abstrato dessa ciência e aos diversos modelos e teorias adotados por ela. Embora, conforme relatam Ferreira e Justi (2008), um modelo tenha a finalidade de facilitar a compreensão dos diversos temas de interesse, seu entendimento pode ser muito dificultado por diversos fatores. Pode-se citar, entre outros, o efeito negativo que aquisição errônea de conceitos no entendimento dos modelos e teorias. Por exemplo, uma vez que o conceito de mol não tenha sido adquirido corretamente, sua interpretação e aplicação podem ser seriamente comprometidas. Sem tero real conceito de mol, o aluno dificilmente poderá compreender as relações estequiométricas das reações, nem suas diversas implicações práticas. Outro aspecto muito importante são as Competências curriculares. Este termo tem definição bastante subjetiva e comumente é tida como enigmática pelos docentes. Competência é um quesito proposto pelos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) que busca inferir a capacidade do aluno em solucionar problemas e propor intervenções coerentes com base nos conhecimentos adquiridos, mas levando-se em conta também os aspectos mais amplos, como os éticos e sociais. De acordo com o texto compilado de publicações mais recentes dos PCNEM (BRASIL MEC, 2002), “Não há receita, nem definição única ou universal, para as competências, que são qualificações humanas amplas, múltiplas e que não se excluem entre si; ou para a relação e a distinção entre competências e habilidades”. De um 15 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza modo geral, uma competência só pode ser verificada quando o estudante é confrontado com alguma situação-problema, seja uma questão teórica numa prova, seja uma situação do dia-a- dia que exige sua intervenção. Não se tem uma correlação precisa entre a aquisição de conceito e competência, de modo que um pode se desenvolver sem o outro. Contudo, uma situação extremamente desejável inclui a aquisição e aplicação de ambos pelo aluno, de tal forma que este seja capaz não só de desenvolver eficazmente determinada competência ou saber determinado conceito corretamente, mas interligá-los em situações práticas e teóricas. Por exemplo, alguma competência pode ser desenvolvida se o aluno souber apenas que o átomo é muito menor do que qualquer ente visível, mas certamente em outras situações só isto não baste e o conceito de subpartículas atômicas carregadas pode ser indispensável. O ideal é, portanto, que o aluno desenvolva as competências e domine os conceitos. O estudo da aquisição dos conceitos em Química é de grande importância, merecendo maior atenção dos profissionais da educação envolvidos. Analisar como tais conceitos são assimilados pelos estudantes se constitui numa ferramenta muito útil para a maior compreensão da problemática pelos docentes que podem propor intervenções (FERNANDEZ e colaboradores, 2008). O que disse a autora acerca dos conceitos também pode ser dito acerca das competências. No entanto, analisar estes aspectos em um aluno de nível médio é uma tarefa muito complexa. No caso da Química, a análise do conceito, conforme os PCNEM requer que este deixe de ser puramente químico e ganhe conotações interdisciplinares e sociais. Por isso as questões elaboradas para tal finalidade devem, via de regra, perder o formalismo das questões tradicionais, centrar-se no raciocínio do aluno, na sua interpretação e capacidade de associar conceitos a eventos e às problemáticas decorrentes, bem como às suas respectivas soluções. Os PCNEM, de um modo geral, organizaram-se em torno de três grandes competências, a saber: (i) Representação e comunicação; (ii) Investigação e compreensão; e (iii) Contextualização sócio-cultural. Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química Uma das principais características do ensino proposto nos PCN caráter interdisciplinar. O diagrama da conhecimento devem se interrelacionar Assim, já não se concebe atualmente o ensino de ciências desvinculado de suas relações com as diversas ciências humanas nem de seu aspecto linguístico manifestado, entre outros, pelos diversos meios de comunicação. As três competências globais área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias ( Biologia, a Física, a Matemática e a Quím específicas, as quais podem ser vistas no O atual Exame Nacional do Ensino Médio competências, mas é interessante globais são 5 (chamadas de eixos cognitivos) nos mostra que a abordagem com base dependente da finalidade. No caso citado abordagem diferenciada dado seu caráter avaliat Cada competência, tanto nos PCN um número bem maior de habilidades. Assim, a competência pode ser concebida como um feixe ou uma articulação coerente de determinadas habilidades a ela Figura 1. Relações interdisciplinares entre as diversas áreas do conhecimento no ensino básico. Fonte: PCN+, 2002, p. 25. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Uma das principais características do ensino proposto nos PCN caráter interdisciplinar. O diagrama da Figura 1 ilustra bem como as diversas áreas do conhecimento devem se interrelacionar e complementar em si. Assim, já não se concebe atualmente o ensino de ciências desvinculado de suas relações com as diversas ciências humanas nem de seu aspecto linguístico manifestado, entre outros, pelos diversos meios de comunicação. competências globais dos PCNEM originam 14 outras e Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias (CNMT Biologia, a Física, a Matemática e a Química. Para esta última existem s quais podem ser vistas no Anexo 1 deste trabalho. Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) também se fundamenta em competências, mas é interessante notar que, no caso do Enem, o número de competências (chamadas de eixos cognitivos), subdivididas em diversas habilidades. abordagem com base em competências e habilidades No caso citado, embora em consonância com os PCN dado seu caráter avaliativo. ada competência, tanto nos PCNEM quanto no Enem, está relacionada com um número bem maior de habilidades. Assim, a competência pode ser concebida como um feixe ou uma articulação coerente de determinadas habilidades a ela as Relações interdisciplinares entre as diversas áreas do conhecimento no PCN+, 2002, p. 25. 16 público de Fortaleza Uma das principais características do ensino proposto nos PCNEM é seu ilustra bem como as diversas áreas do Assim, já não se concebe atualmente o ensino de ciências desvinculado de suas relações com as diversas ciências humanas nem de seu aspecto linguístico manifestado, outras competências na CNMT) que engloba a ica. Para esta última existem 34 competências também se fundamenta em Enem, o número de competências diversas habilidades. Isto e habilidades é relativa e , embora em consonância com os PCNEM, requer quanto no Enem, está relacionada com um número bem maior de habilidades. Assim, a competência pode ser concebida como um associadas. (PCN+, Relações interdisciplinares entre as diversas áreas do conhecimento no 17 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 2002). A habilidade, neste contexto, possui sentido similar ao que já estamos acostumados, que é o de capacidade, propriedade específica de executar a competência. Em última análise, o objetivo da educação básica é formar o cidadão pelo desenvolvimento de competências e habilidades em diversas áreas do conhecimento, reconhecendo as peculiaridades e importâncias de cada uma, mas privilegiando a interrelação entre todas. 1.3. O desafio do docente no ensino moderno de Química Pode-se ver claramente pela análise das competências do Anexo 1, que são exigências da educação básica moderna (e de modo especial do ensino médio) a inserção dos estudantes na realidade histórico-social do país e do mundo, levando-os a refletir, opinar e concluir sobre as implicações multidisciplinares que as diversas ciências possuem. Diante disto, o docente nunca deve se esquecer que o ensino deve ser direcionado para a vida do educando, levando-se em conta que este possui uma vivência em sociedade que lhe cobra (ou cobrará), determinadas competências, bem como diversas habilidades a seremdesenvolvidas como cidadão e como profissional. No Brasil, como todos sabem, é urgente o investimento maciço em estrutura física de educação, mas também é urgente a melhor preparação dos docentes para lidar com as novas exigências do ensino. A recente mudança na sistemática de seleção de novos alunos da maioria das instituições federais de ensino superior, que optaram por uma seleção unificada pautada no Novo Enem, evidencia claramente a tentativa do Ministério da Educação em promover uma reforma na educação básica, a partir do acesso ao ensino superior, como é destacado no seguinte texto oficial: A nova prova do Enem traria a possibilidade concreta do estabelecimento de uma relação positiva entre o ensino médio e o ensino superior, por meio de um debate focado nas diretrizes da prova. Nesse contexto, a proposta do Ministério da Educação é um chamamento. Um chamamento às IFES para que assumam necessário papel, como entidades autônomas, de protagonistas no processo de repensar o ensino médio, discutindo a relação entre conteúdos exigidos para ingresso na educação superior e habilidades que seriam fundamentais, tanto para o desempenho acadêmico futuro, quanto para a formação humana. (BRASIL - MEC, 2009). 18 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza O repensar o ensino médio significa mudar suas estruturas há muito ultrapassadas. O fim anunciado dos vestibulares tradicionais significa também a tentativa de por fim aos velhos modelos e metodologias de ensino que privilegiam mais o ato da repetição e memorização de conceitos científicos que o de raciocínio, interpretação e intervenção nas situações do dia-a-dia. O vestibular tradicional, na visão do ministério, reflete o ensino básico e incentiva a permanência de metodologias tradicionais de ensino. Os docentes de um novo ensino básico devem, portanto, estar em condições de conduzir a um aprendizado coerente com a realidade social e de formar cidadãos realmente conscientes de seu papel social. A abordagem dos PCNEM mostra-se muito coerente, pois, por tudo já relatado aqui, os assuntos da educação básica devem se inserir na realidade histórica e social do educando. Não parece haver outra forma de se fazer isso a não ser pela interdisciplinaridade e pela valorização do pensar e agir na educação dos alunos. Desta forma, procurou-se analisar no presente trabalho as competências dos PCNEM mediante resolução de questões teóricas associando-as aos conceitos fundamentais na Química, na tentativa de verificar tanto a aquisição destes conceitos como as habilidades adquiridas durante o ensino básico. Além disto, outro questionário específico dirigido aos discentes tentou apontar o perfil destes e os interferentes positivos e negativos em seu aprendizado Uma análise da estrutura física das instituições também foi analisada em outro questionário, bem como das atuações dos dirigentes frente aos desafios do ensino. Uma análise crítica do ensino público, como a relatada aqui, nos fornece subsídios não só para uma melhor compreensão do ensino e aprendizagem de Química no ensino médio, mas pode ser um recurso importante na medida que nos sugere propostas de intervenções. 19 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 2. OBJETIVOS 2.1. Geral Realizar um estudo sobre os conceitos fundamentais e as competências em Química adquiridos pelos alunos ao término do ensino básico da rede pública de ensino no município de Fortaleza. 2.2. Específicos 2.2.1. Obter dados de natureza teórica, por meio da resolução de questões específicas, de um grupo de alunos da rede pública de instituições de ensino médio regular de Fortaleza; 2.2.2. Avaliar a compreensão dos estudantes sobre alguns conceitos químicos fundamentais na Química básica, identificando as dificuldades mais comuns relatadas por estes bem como suas possíveis causas; 2.2.3. Analisar o desempenho dos estudantes em algumas competências em Química do ensino médio; 2.2.4. Analisar a infra-estrutura das instituições de ensino mediante questionário institucional dirigido aos gestores e professores; 2.2.5. Traçar o perfil da amostra através do cruzamento de dados entre questionários teórico, de perfil discente e institucional, buscando correlacionar os resultados obtidos em cada um deles. 20 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 3. METODOLOGIA A elaboração do presente trabalho consistiu das seguintes etapas: 3.1. Seleção das competências e dos conceitos de Química fundamentais no ensino médio; 3.2. Seleção da amostra; 3.3. Elaboração e aplicação dos questionários; 3.4. Tratamento dos dados obtidos. 3.1. Seleção dos conceitos químicos e das competências estudadas Uma tabela contendo os itens selecionados é mostrada no Anexo 2. Selecionou-se 14 das 34 competências da área de Química, de modo a que todas as competências da grande área de Ciências da Natureza Matemática e suas Tecnologias (CNMT) fossem contempladas de modo mais ou menos uniforme. Da grande competência de Representação e Comunicação selecionou-se as competências específicas que privilegiam o entendimento de nomenclaturas próprias da Química. Da competência de Investigação e Compreensão, selecionou-se as mais relacionadas aos fenômenos e entidades químicas, buscando envolver, quando necessário, cálculos simples e a elaboração de modelos para ilustrar tais entes e suas propriedades. Em se tratando da grande competência Contextualização Sócio-Cultural selecionou-se aquelas que relacionavam-se à realidade dos alunos em eventos que pudessem ser facilmente reconhecíveis por estes. 3.2. Seleção da amostra Selecionou-se uma instituição de ensino médio regular em cada uma das seis regionais do município de Fortaleza1 e, em cada instituição, foi solicitada a participação voluntária de um número de estudantes entre 10 e 20, todos do terceiro ano do ensino médio. (1) Ver nota para regional II na Tabela 1 de Resultados e Discussões, seção 4.1, p.20. 21 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 3.3. Elaboração e aplicação dos questionários teóricos (QT), de perfil discente (QPD) e institucional (QI) para a amostra selecionada; Elaborou-se três questionário distintos, a saber: i) Questionário teórico (QT) composto por 15 questões, sendo 12 objetivas, contendo seis alternativas cada e 3 questões subjetivas. O questionário teórico contendo as competências, os conceitos estudados e os objetivos da análise de cada questão é mostrado no Anexo 3. ii) Questionário de perfil discente (QPD) composto de 13 questões sobre o perfil dos alunos participantes do estudo. O questionário de perfil discente é mostrado no Anexo 3. iii) Questionário institucional (QI) composto por 20 questões acerca das características de cada instituição cujos alunos foram voluntários nesse estudo. O questionário institucional encontra-se no Anexo 4. Os questionários teórico e de perfil discente destinaram-se aos alunos das instituições participantes e constavam de um mesmo caderno de questões. Já as respostas do questionário institucional eram de competência do núcleo gestor de cada escola. Todos os questionários foram aplicados no período compreendido entre 31 de agosto e 21 de setembro de 2011. Não se limitou o tempo de resolução de nenhum dos três questionários. 3.4. Tratamento estatístico dos dados obtidos As informações obtidas nos três questionáriosforam analisadas individual e conjuntamente, buscando-se possíveis associações e correlações entre resultados. As informações foram tratadas tanto em termos quantitativos como qualitativos, assegurando-se o anonimato das instituições e de seus alunos através de códigos individuais criados para esta finalidade. Os estudantes puderam ter acesso aos resultados de seus respectivos questionários teóricos, caso assim solicitassem por escrito. Garantiu-se também às instituições acesso ao resultado deste trabalho, caso estas manifestassem interesse. 22 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. Caracterização geral da amostra O estudo inicial do número de escolas no município de Fortaleza mostrou os dados resumidos na Tabela 1. Este estudo se fez necessário porque nem todas as escolas públicas estaduais existentes atendiam à exigência do presente estudo. Este se restringiu somente às instituições públicas estaduais de ensino médio regular. Exclui-se da relação, portanto, as escolas que ofereciam somente o ensino fundamental e as que ofereciam somente o ensino na modalidade de jovens e adultos (EJA). Tabela 1: Distribuição das instituições estaduais de ensino de Fortaleza, por categorias e regionais do município. REGIONAL DE FORTALEZA INSTITUIÇÕES ESTADUAIS DE ENSINO INSTITUIÇÕES ESTADUAIS DE ENSINO MÉDIO REGULAR2 I 28 24 II3 25 23 III 27 21 IV 29 24 V 39 35 VI 31 30 Não identificadas 1 1 TOTAL 180 158 Fonte: Secretaria Estadual de Educação do Ceará, SEDUC. Disponível em <http://portal.seduc.ce.gov.br/images/arquivos/enderecos_escolas.pdf> Acessado em 20/04/2011. Pelos dados da tabela, vemos que o universo de escolas passível de estudo é de 158. Selecionou-se, no entanto, apenas uma de cada subdivisão municipal procurando-se manter a representatividade do estudo. As instituições foram chamadas de A, B, C, D, E e F, associadas, respectivamente, às regionais I, II, III, IV, V e VI. A distribuição aproximada destas instituições no mapa do município é mostrada na Figura 2 (2) Excluem-se dessa lista as instituições que contemplem apenas o ensino fundamental e as instituições de ensino para jovens e adultos (EJAs). (3) Pelos dados da SEDUC, a Regional II também engloba a Regional do Centro da cidade, considerando as duas como uma única, diferentemente da prefeitura do município. 23 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Devido ao fato do estudo ter sido realizado em período coincidente ao de uma paralisação geral dos professores da rede estadual de ensino, as instituições escolhidas foram aquelas que mantivessem, no mesmo período, alguma atividade com os alunos do terceiro ano do ensino médio. Essa atividade quase sempre era de aulas preparatórias para o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) da edição de 2011. Das seis escolas visitadas, cinco funcionavam com aulas dessa natureza para os alunos do terceiro ano e apenas uma, a escola B, insistia em manter aulas regulares, mesmo com um número bem reduzido de docentes. Ressalta-se a dificuldade encontrada em algumas escolas de se obter o número mínimo de participantes no estudo como conseqüência natural do reduzido número de estudantes que frequentavam as aulas no período. A distribuição dos alunos por escola e sexo é dada na Tabela 2. Pelos dados tabelados percebe-se um predomínio do sexo masculino, que alcançou 58,5% do total e em nenhuma das escolas a participação do sexo feminino superou a masculina. Tais resultados apenas refletem uma característica da amostra estudada e em nada determinam os resultados discutidos a seguir. Outro aspecto geral obtido das respostas da questão 2 do QPD é que 84,3% dos participantes cursaram todos os anos do ensino médio somente em escolas públicas, contra 12,0% que se dividiram entre instituições públicas e privadas. O demais não responderam. Isso mostra que, de um modo geral, os estudantes da rede pública tendem a se manter nesta categoria de escola durante o decorrer do ensino médio, o que pode estar relacionado à renda Figura 2. Distribuição espacial aproximada das instituições estudadas. Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química das famílias, conforme relata se constatou que parcela significativa médio possuía sérias dificuldades financeiras Tabela 2. Distribuição dos alunos por escola e sexo (*) Na escola B há um indivíduo que não respondeu à esta questã percentual de sexo considerou-se o número total de estudantes como 82. Com relação à idade dos participantes do e distribuição da amostra estudada ESCOLA NÚMERO ALUNOS PARTICIPANTES A B* C D E F TOTAL TOTAL (%) Figura 3. Distribuição dos alunos por faixa de idade. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza relata Gois (2004), em estudos nacionais realizados pelo IBGE no qual parcela significativa das famílias dos concludentes sérias dificuldades financeiras. Distribuição dos alunos por escola e sexo. (*) Na escola B há um indivíduo que não respondeu à esta questão. Portanto, para os cálculos do se o número total de estudantes como 82. Com relação à idade dos participantes do estudo, o gráfico da da amostra estudada por faixas etárias. NÚMERO DE ALUNOS PARTICIPANTES CONTRI- BUIÇÃO (%) DISTRIBUIÇÃO POR SEXO ESCOLA MASCULINO 20 24,0 10 11 13,3 6 11 13,3 8 11 13,3 8 10 12,0 6 20 24,0 10 83 --- 48 ≈ 100,0 58,5 Distribuição dos alunos por faixa de idade. 24 público de Fortaleza em estudos nacionais realizados pelo IBGE no qual e egressos do ensino o. Portanto, para os cálculos do studo, o gráfico da Figura 3 mostra a DISTRIBUIÇÃO POR SEXO EM CADA ESCOLA MASCULINO FEMININO 10 4 3 3 4 10 34 41,5 25 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Percebe-se que a maioria absoluta dos estudantes possui idade entre 15 e 18 anos, com moda de 17 anos, o que é totalmente coerente com a idade esperada para o término do ensino médio. Outro aspecto tido como geral diz respeito à pretensão de ingresso no ensino superior. Cerca de 89,2% dos alunos manifestaram essa pretensão, contra apenas 6,0% que disseram não. Os demais não responderam à esta pergunta. O percentual é coerente, afinal, quase 87% dos alunos participantes da pesquisa estavam frequentando aulas preparatórias para o Enem, o que evidencia interesse para admissão no ensino superior. Com as informações listadas anteriormente é possível ter uma visão geral do perfil da amostra estudada. Esta é constituída somente por alunos concludentes do ensino médio que, em sua maioria, cursaram toda a etapa final do ensino básico somente em escolas públicas, sendo que mais de 79% destes possuía entre 15 e 18 anos de idade na época do estudo, com uma leve predominância do sexo masculino. A maioria destes alunos frequentavam a escola apenas para se prepararem para as provas do Enem da edição de 2011. 4.2. Resultados das questões do QT 4.2.1. Conceito de linguagem química, elementos e substâncias Neste trabalho linguagem química é entendida como as formas pelas quais os conhecimentos químicos podem ser transmitidos de modo coerente tanto entre os próprios químicos como destes para leigos. Essa linguagem é descrita por Dahlberg (1978) como “artificial” ou “especial” - assim comotodas as linguagens científicas – que não trata exatamente de uma primeira necessidade humana como a linguagem natural, mas de elementos mais elaborados e com características muito peculiares. Assim, entende-se que a chamada linguagem química não é uma língua falada só pelos químicos ou que só eles entendem, mas uma forma de comunicação adequada para representar as entidades químicas, os fenômenos, o decorrer dos processos etc. Esta faz uso de regras pré-estabelecidas e, a semelhança de uma verdadeira língua, está em constante modificação. Como afirmou Gaston Bachelard, filósofo francês de grande referência na Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química epistemologia das ciências, se divertirem, mas porque sabem que complica ao progredir” (BACHELARD, se percebe que a linguagem química fica mais e mais complexa a medida que os anos e os conteúdos são estudados em sala de aula. Os docentes devem levar isto em conta quando lecionarem Química. A linguagem no ensino das ciências é tão importante que competências dos PCNs, compondo a competência geral de número 1 (ver científico tecnologia, com sua de grandezas e unidades, cotidiana moderna As competências de número 1.2.1 e 1.2.2 destes aspectos que tratam a Pode-se verificar pela análise dos dados que o maior percentual de alunos crê que tudo possui um significado químico, uma extrapolação equivocada da realidade. Entende se que seja possível um ente ter Figura 4. Gráfico dos d Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza ologia das ciências, “os químicos não complicam ou modificam porque sabem que esta deve tornar-se adequada BACHELARD, 2006, p.97). Isso é notório no ensino se percebe que a linguagem química fica mais e mais complexa a medida que os anos e os conteúdos são estudados em sala de aula. Os docentes devem levar isto em conta quando inguagem no ensino das ciências é tão importante que , compondo a competência geral de número 1 (ver O domínio de linguagens, para a representação e a comunicação científico-tecnológicas, é um campo comum a toda a ciência e a toda a tecnologia, com sua nomenclatura, seus símbolos e códigos, suas designações de grandezas e unidades, boa parte dos quais já incorporada à linguagem cotidiana moderna. (PCN+,2002, p.24). s competências de número 1.2.1 e 1.2.2 tratam diretamente desta temática destes aspectos que tratam as questões 1 e 10 do QT, cujos resultados são verificar pela análise dos dados que o maior percentual de alunos crê que tudo possui um significado químico, uma extrapolação equivocada da realidade. Entende se que seja possível um ente ter significado tanto químico como extraquímico, afinal, a Gráfico dos dados obtidos para a questão 1 do QT. 26 público de Fortaleza ou modificam sua simbologia para a uma ciência que se Isso é notório no ensino médio, quando se percebe que a linguagem química fica mais e mais complexa a medida que os anos passam e os conteúdos são estudados em sala de aula. Os docentes devem levar isto em conta quando inguagem no ensino das ciências é tão importante que figura entre as , compondo a competência geral de número 1 (ver Anexo 1). O domínio de linguagens, para a representação e a comunicação toda a ciência e a toda a nomenclatura, seus símbolos e códigos, suas designações boa parte dos quais já incorporada à linguagem tratam diretamente desta temática. São questões 1 e 10 do QT, cujos resultados são discutidos a seguir. verificar pela análise dos dados que o maior percentual de alunos crê que tudo possui um significado químico, uma extrapolação equivocada da realidade. Entende- químico como extraquímico, afinal, a 27 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza Química é, segundo Bachelard, repleta de expressões tomadas da linguagem comum, mas estas passam a ter conotações bem diferenciadas da acepção popular (PARENTE, 1990). A palavra sal ilustra uma situação na qual os alunos se deparam com um termo químico antes mesmo de saberem a sua definição química. Todavia, diferentemente da conceituação leiga, “sal” requer conhecimentos específicos para poder ser definido corretamente. O segundo maior número de respostas indica uma visão acertada do que é a linguagem química. Todavia, um número expressivo de alunos (10,80%) concebem a linguagem química como desvinculada da realidade, dando-nos a entender que as representações e formas de expressão do conhecimento químico significam, para estes alunos, algo sem sentido ou importância real. Sem dúvida um pensamento indesejável para um estudante concludente da educação básica. A questão 10 do QT propõe uma analogia entre elementos químicos e letras em um alfabeto, no sentido de que ambos são as espécies fundamentais formadoras de outras mais complexas. A associação mais acertada proposta nos itens era correlacionar letras a elementos da mesma forma que palavras a substâncias (item c). No entanto, essa referência só foi feita por 36,1%. A maioria (57,8%) assinalou o item a, indicando claramente confundirem, se não em conceitos, ao menos em termos, elemento químico e substância (no caso, composta). Outros 3,6% vão além e chegam a confundir elemento químico com mistura de duas substâncias claramente compostas (NaCl e H2O). Os demais não souberam responder a pergunta. A associação proposta na questão deveria despertar nos estudantes a ideia de níveis de complexidade, tal qual nas palavras e frases compostas por letras. A alusão feita não se presta a propor nenhum modelo, embora, conforme Gilbert (1998), todos os modelos sejam construídos com base em analogias, o objetivo aqui não foi verificar o quanto os alunos compartilham de um modelo em particular, mas sim como estes associariam aspectos de linguagens distintas. No presente caso, letras e elementos, deveriam ser associado não por serem iguais, mas pelas características que lhe são comuns pelo ponto de vista abordado. O resultado deste questionamento não só confirma o que já se determinou na questão 1 no que diz respeito à linguagem química, mas também reforça as informações obtidas na questão 13, que trata especificamente de substância química e suas propriedades. Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química Quando questionados sobre as características das alunos responderam confo alunos em compreender a diferença entre elemento e substância ( composta). A segunda resposta mais verificada, o item concebem as substâncias como tendo composição atômica invariável, o que é correto, mas os percentuais dos que crêem que substâncias idênticas podem conter composiç diferentes, que o local de origem ( composição atômica corresponde a absurdas e preocupantes. Pode médio, um quarto dos alunos saia suas propriedades. 4.2.2. Os a princípio da conservação das massas As questões de número 2 e 9 do QT. máquina que promovia reações e deviam interpretar em linguagem científica a em linguagem coloquial. A questão de número 9 requer Figura 5. Gráfico dos dados obtidos para a questão 13 do QT. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza sobre as características das “águas” da Terra e do planeta Marte, os alunos responderam conforme ilustra a Figura 5. Percebe-se novamente a dificuldade dos alunos em compreender a diferença entre elemento e substância (mais uma vez do tipo A segunda resposta mais verificada, o item e, evidencia que 32,5% dos alunos substâncias como tendo composição atômica invariável, o que é correto, mas ospercentuais dos que crêem que substâncias idênticas podem conter composiç que o local de origem (fonte) determina as propriedades corresponde a 25,3% das respostas. Nota-se que as três afirmações são absurdas e preocupantes. Pode-se apenas lamentar que mesmo após todo o decorrer do ensino os alunos saia da escola sem uma definição coerente de substân Os aspectos relacionados às reações químicas: princípio da conservação das massas, fenômenos químicos e físicos e equações químicas que tratavam diretamente do conceito de reação química do QT. Na questão 2 os alunos foram confrontados promovia reações e deviam interpretar em linguagem científica a em linguagem coloquial. A questão de número 9 requeria que os alunos interpretassem Gráfico dos dados obtidos para a questão 13 do QT. 28 público de Fortaleza “águas” da Terra e do planeta Marte, os se novamente a dificuldade dos mais uma vez do tipo , evidencia que 32,5% dos alunos substâncias como tendo composição atômica invariável, o que é correto, mas os percentuais dos que crêem que substâncias idênticas podem conter composições atômicas propriedades das substâncias ou a se que as três afirmações são se apenas lamentar que mesmo após todo o decorrer do ensino da escola sem uma definição coerente de substância e de s: conceito de reação , e equações químicas reação química eram as Na questão 2 os alunos foram confrontados com uma inusitada promovia reações e deviam interpretar em linguagem científica a descrição dada ia que os alunos interpretassem e Gráfico dos dados obtidos para a questão 13 do QT. Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química identificassem num texto já pronto questão 2 são ilustrados no gráfico da . Pelos dados da questão 2, percebe mente que uma reação química se manifesta pela conversão de reagentes em produtos definição simples, mas coerente quarto dos estudantes. Os alunos que assinalaram os itens somaram 18,0%) demonstraram claramente reação química, em sua essência. Para estes, o problema não reside em confundir os termos “reagente” e “produto”, mas em compreender teoricamente o conceito de reação. percentual de alunos considerou corretas afirmativas que associavam reações químicas a mudanças na natureza dos próprios átomos deve ser taxado como baixo, pelo contrário, deve ser entendido como alto demais para alunos concludentes do ensino médio natureza atômica ou possibilidade de destruição de moléculas remete a problemas conceituais na própria concepção de átomo. na seção 5.2.3. Figura 6. Gráfico dos dados obtidos para a questão 2 do QT. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza um texto já pronto as evidências de uma reação química 2 são ilustrados no gráfico da Figura 6. os dados da questão 2, percebe-se que mais da metade dos estudantes têm em mente que uma reação química se manifesta pela conversão de reagentes em produtos coerente. Estes dois termos, no entanto, são confusos para cerca de um Os alunos que assinalaram os itens b, c ou e 18,0%) demonstraram claramente não ter conhecimento adequado do que é uma em sua essência. Para estes, o problema não reside em confundir os termos “reagente” e “produto”, mas em compreender teoricamente o conceito de reação. percentual de alunos considerou corretas afirmativas que associavam reações químicas a natureza dos próprios átomos, o que sabemos ser incorreto. deve ser taxado como baixo, pelo contrário, deve ser entendido como alto demais para alunos concludentes do ensino médio. Associações diretas de reação química com mudanças na natureza atômica ou possibilidade de destruição de moléculas remete a problemas conceituais na própria concepção de átomo. Uma abordagem sobre átomos e modelos atômicos será feita Gráfico dos dados obtidos para a questão 2 do QT. 29 público de Fortaleza química. Os resultados da se que mais da metade dos estudantes têm em mente que uma reação química se manifesta pela conversão de reagentes em produtos, uma . Estes dois termos, no entanto, são confusos para cerca de um e como corretos (que não ter conhecimento adequado do que é uma em sua essência. Para estes, o problema não reside em confundir os termos “reagente” e “produto”, mas em compreender teoricamente o conceito de reação. Este percentual de alunos considerou corretas afirmativas que associavam reações químicas a , o que sabemos ser incorreto. Esse percentual não deve ser taxado como baixo, pelo contrário, deve ser entendido como alto demais para alunos . Associações diretas de reação química com mudanças na natureza atômica ou possibilidade de destruição de moléculas remete a problemas conceituais sobre átomos e modelos atômicos será feita 30 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza O trabalho de Fernandez e colaboradores (2008) realizado com recém ingressantes dos cursos de Química da Universidade de São de Paulo (USP) dos anos anteriores mostrou diversas falhas conceituais no que se refere a reações químicas em meio aquoso. Para a autora, tais equívocos são causados, principalmente, pela dificuldade em interpretar a simbologia adotada na representação dos fenômenos químicos o que os induz a uma “mecanização de algoritmos” na tentativa de generalização de eventos. Percebe-se, pelo trabalho da autora citada e do presente trabalho o quanto a linguagem química se associa ao conceito e a interpretação de reação química. No que diz respeito aos dados obtidos na questão 9, um percentual de 67,5% dos alunos assinalam o item c como correto e identificaram a existência de reação química entre a água e o ácido sulfúrico concentrado, conforme relata a notícia do jornal mediante as evidências apontadas no texto da questão. Cerca de 25,3% dos alunos tiveram dificuldades em interpretar as informações textuais, um percentual deduzido pelo total de alunos que assinalaram os itens a, b ou e como corretos. Apenas 2,4% não conseguiram perceber as evidencias da reação química. Dos presentes dados, infere-se que a percepção da ocorrência de uma reação química parece ser mais fácil para um estudante do que propriamente defini-la ou descrevê-la (questão2). Muito provavelmente o fato da convivência diária dos alunos com eventos de natureza química ser mais frequente do que a indagação do que do que de fato ele é, os tornem mais habilidosos em reconhecer tais eventos. Temos aqui um claro exemplo de como a associação da Química a fenômenos do dia-dia pode ser enriquecedor para a aprendizagem. Conforme os próprios PCNs relatam “As situações de aprendizagem devem se desenvolver a partir das experiências significativas vividas anteriormente por eles [os alunos], na escola ou fora dela, pois elas os levam a construir, mais facilmente, idéias a respeito dos fenômenos”. (PCN+, 2002, p. 52). A questão 3 confrontou os alunos com um aspecto essencial dos fenômenos químicos: o princípio da conservação das massas. Tal aspecto é corretamente descrito por 54,2% dos estudantes, mas parece ser ignorado pelos demais. Entre os que não assinalaram o item a da questão como correto, encontram-se 15,7% que associam a massa dos reagentes ou produtos somente ao número de moléculas presentes nestes; e 9,6% que associam a massa das moléculas somente ao número de átomos presentes em cada uma delas. Para outros 18,1% a 31 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza massa dos produtos é sempre maior que a dos reagentes. Os 2,4% restantes não sabem ou não responderam. Tendo em vista que o princípio da conservação das massas figura entreos temas fundamentais da ciência Química, certamente os dados citados acima devem despertar preocupação. Podemos até supor que, como consequência da má assimilação deste princípio por quase 46% dos alunos, deficiências também são percebidas em temas como estequiometria. Não é de se estranhar, por exemplo, que na seção 5.3.4. as palavras “mol” e “balanceamento de reações” estejam entre as mais citadas pelos alunos como pontos em que tiveram maiores dificuldades no ensino médio. A distinção entre fenômeno químico e físico está bem clara para 71,1% dos alunos. Aqui talvez também seja válido a observação feita anteriormente para a questão 9. O dado citado foi obtido pelo resultado da questão de número 7 do QT que trata exatamente deste assunto. Dos conceitos analisados neste trabalho, o de fenômeno químico e físico parece ser o que foi assimilado de modo mais coerente pelos estudantes. Tanto que somente 3,6% inverteram tais conceitos ao associarem, respectivamente, às mudanças de fase da água no ciclo hidrológico e à formação das chuvas ácidas. Outros 13,2% parecem não perceber a dependência que existe entre um fenômeno químico e um de seus reagentes. O equívoco cometido por outros 12,0% dos alunos nesta questão parece estar associado à má interpretação do texto e/ou das figuras, ou mesmo do próprio ciclo hidrológico. Estes assinalaram o item e como correto, afirmando que a formação das chuvas ácidas não envolve mudanças de estado físico da mesma, quando tanto o texto quanto as próprias figuras deixam claro que sim. Ressalta-se que esta foi a única questão do QT em que nenhum aluno se absteve de responder. A abordagem das reações químicas explorando-se os aspectos qualitativos das equações foi verificado na questão de número 14. Os alunos foram levados a pensar acerca das reações de fotossíntese e respiração, tendo de associar as informações qualitativas das equações à aspectos biológicos. Os resultados desse questionamento estão na Figura 7. “Contextualização” e “interdisciplinaridade” são termos recorrentes nos PCNEM e estão intimamente relacionados, no entanto, não são sinônimos. “Contextualização no ensino Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química de ciências abarca competências de inserção da ciência e de suas tecnologias em um processo histórico, social e cultural e o reconhecimento e discussão de aspectos práticos e éticos da ciência no mundo contemporâneo a interrelação de diversas disciplinas Percebe-se a presença destes dois elementos na questão fenômenos de respiração e fotossín interdisciplinar pela Química e pela Biologia. Uma associação interdisciplinar evidenciando que a maioria destes químicas mostradas e também (no caso da questão, a Biol decorrentes de quatro tipos, sendo os principais a não compreensão dos aspectos qualitativos puramente químicos expressos na equação (15,7%) e dificuldades de identificação de reagentes e produtos numa reação química (10,8%). Percebe-se a influênci competência, ela exigia que o aluno construísse uma visão sistematiza outras áreas do conhecimento, o que se manifestou como associação direta entre a reação de fotossíntese e uma peculiaridade dos seres vivos fotossintetizantes. A dificuldade de leitura Figura 7. Gráfico dos dados obtidos para a questão 14 do QT Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza de ciências abarca competências de inserção da ciência e de suas tecnologias em um processo histórico, social e cultural e o reconhecimento e discussão de aspectos práticos e éticos da ciência no mundo contemporâneo” (PCN+, 2002, p.31). Já a interdisciplinaridade de diversas disciplinas mediante assuntos ou conceitos que lhe são comuns. se a presença destes dois elementos na questão 14, onde se contextualiza os fenômenos de respiração e fotossíntese e também se aborda tais aspectos de modo interdisciplinar pela Química e pela Biologia. Uma associação interdisciplinar correta foi realizada por 57,8% dos alunos evidenciando que a maioria destes compreende os aspectos qualitativos da também conseguem associar tais aspectos à áreas externas a Biologia). O erro cometido pelos demais caracterizam decorrentes de quatro tipos, sendo os principais a não compreensão dos aspectos qualitativos puramente químicos expressos na equação (15,7%) e dificuldades de identificação de reagentes e produtos numa reação química (10,8%). se a influência da interpretação nos acertos e erros desta questão. Como competência, ela exigia que o aluno construísse uma visão sistematiza o conhecimento, o que se manifestou como associação direta entre a reação de peculiaridade dos seres vivos fotossintetizantes. A dificuldade de leitura Gráfico dos dados obtidos para a questão 14 do QT. 32 público de Fortaleza de ciências abarca competências de inserção da ciência e de suas tecnologias em um processo histórico, social e cultural e o reconhecimento e discussão de aspectos práticos e éticos da p.31). Já a interdisciplinaridade diz respeito mediante assuntos ou conceitos que lhe são comuns. 14, onde se contextualiza os tese e também se aborda tais aspectos de modo foi realizada por 57,8% dos alunos, compreende os aspectos qualitativos das equações áreas externas a Química caracterizam-se como decorrentes de quatro tipos, sendo os principais a não compreensão dos aspectos qualitativos puramente químicos expressos na equação (15,7%) e dificuldades de identificação de a da interpretação nos acertos e erros desta questão. Como competência, ela exigia que o aluno construísse uma visão sistematizada da Química com o conhecimento, o que se manifestou como associação direta entre a reação de peculiaridade dos seres vivos fotossintetizantes. A dificuldade de leitura e 33 Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza interpretação é um empecilho muito recorrente em se tratando de ciências, tanto é que os PCNEM explicitam a interpretação de diversas formas de comunicação em Química como sendo um aspecto essencial da competência geral Representação e Comunicação, a mesma que foi abordada na questão 14. Este aspecto ainda será abordado em outras questões deste trabalho. 4.2.3. Propriedades periódicas e modelos atômicos A questão 11 do QT confronta os alunos diretamente com os conceitos de propriedades periódicas, especificamente, raio atômico e eletronegatividade. Conhecimentos sobre o raio atômico são solicitados também na questão 6, mas neste caso a competência abordada é outra. Na questão 11 a competência analisada diz respeito à extrair informações de dados apresentados através de diferentes linguagens ou formas de representação, no presente caso, através de um gráfico. Desta forma, portanto, os alunos foram questionados por uma forma de expressão de informações muito comum na vivência diária, escolar e acadêmica que é a representação gráfica. O item certo requeria que os alunos associassem corretamente informações qualitativas e quantitativas do gráfico. Ao assinalar os itens que não fossem o correto, os alunos mostravam que, mesmo que dominassem os conceitos de propriedades periódicas, não as associavam corretamente ao que o gráfico mostrava, de tal forma que o conceito, quando tido corretamente, auxiliava o aluno a não marcar o item d, ao passo que a compreensão equivocada os induziria a assinalar outros itens. O item correto, no entanto, traz apenas uma relação quantitativa entre as informações contidas no gráfico e não aspectos do conceito das propriedades periódicas abordadas nos demais itens. Isso porque a competência abordada aqui diz respeito à compreensão de linguagens e distintasformas de comunicação. Não se descarta a possibilidade de o aluno poder acertar a questão mesmo desconhecendo os conceitos abordados, pois a interpretação correta do aspecto quantitativo do gráfico o induziria a marcar o item correto. O resultado desta questão pode ser visto na Figura 8. Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química Percebe-se que quase metade dos gráfico da questão 11. Dada a importância que esta forma de representação de informações possui na sociedade4, os docentes maior atenção ao ensino Analisando as provas de Ciências da Natureza e Suas Tecnologias do reformulação em 2009 (o que através de figuras, esquemas e tabelas são uma constante nas questões cerca de 32,6% das questões conti natureza e suas tecnologias figuras, tabelas, esquemas etc. Só a título de comparação, a dependência de informações contidas em figuras, esquemas e gráficos no QT chegou a 46,7%, d A questão de número 12 solicitava aos alunos que desenhassem, conforme sua concepção, a melhor representação do átomo. elaboração e utilização de modelos macro e microscópicos. ao Figura 8. Dados obtidos para a questão 11 do QT (4) A afirmação decorre do fato dos gráficos serem muito constantes nos diversos veículos de comunicação social e em provas de concursos, vestibulares e Enem. (5) No ano de 2010 foram aplicadas anulamento de alguns cadernos de questões por problemas de impressão. Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza que quase metade dos alunos mostrou dificuldade . Dada a importância que esta forma de representação de informações , os docentes, não só de Química, mas de todas as áreas, maior atenção ao ensino desta ferramenta tão útil e presente na vida dos educandos as de Ciências da Natureza e Suas Tecnologias do reformulação em 2009 (o que dá o total de três provas5) verificou-se através de figuras, esquemas e tabelas são uma constante nas questões questões continham informações representadas questões de ciências da natureza e suas tecnologias foi solicitado alguma informação ou interpretação contidas em , tabelas, esquemas etc. Os gráficos estavam presentes em cerca de 11,4% Só a título de comparação, a dependência de informações contidas em figuras, esquemas e gráficos no QT chegou a 46,7%, dada a importância que o autor deu a este aspecto. A questão de número 12 solicitava aos alunos que desenhassem, conforme sua concepção, a melhor representação do átomo. A competência verificada aqui diz respeito a e utilização de modelos macro e microscópicos. Este questionamento foi o Dados obtidos para a questão 11 do QT. ) A afirmação decorre do fato dos gráficos serem muito constantes nos diversos veículos de comunicação social e em provas de concursos, vestibulares e Enem. ) No ano de 2010 foram aplicadas duas provas de Ciências da Natureza e suas T anulamento de alguns cadernos de questões por problemas de impressão. 34 público de Fortaleza dificuldades na interpretação do . Dada a importância que esta forma de representação de informações , não só de Química, mas de todas as áreas, precisam dedicar e presente na vida dos educandos. as de Ciências da Natureza e Suas Tecnologias do Enem desde sua que as comunicações através de figuras, esquemas e tabelas são uma constante nas questões da prova. Em média, questões de ciências da interpretação contidas em gráficos estavam presentes em cerca de 11,4% dos casos. Só a título de comparação, a dependência de informações contidas em figuras, esquemas e a este aspecto. A questão de número 12 solicitava aos alunos que desenhassem, conforme sua A competência verificada aqui diz respeito a ste questionamento foi o único ) A afirmação decorre do fato dos gráficos serem muito constantes nos diversos veículos de comunicação social da Natureza e suas Tecnologias devido ao Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química qual não se pode atribuir somente avaliar a concepção atômica dos estudantes e, co tentar aproximá-la de modelos reconhecíveis. Antes de qualquer informação adicional é importante ressaltar o que afirma Gilbert e Boulter (1995) acerca dos modelos na ciência deve ser entendido apenas modelo presta-se apenas a representar autores se referem ao modelo como representações se dá inicialmente como fruto do pensar Foi baseada nest Os dados encontrados estão resumidos na Fica evidente que, na visão dos alunos, os modelos de Dalton, Thomson e Sommerfeld não são os melhores para representar os átomos, pois cada um dos três modelos foi citado por apenas um aluno. Pode que melhor representam o átomo na concepção dos alunos, sobretudo este último, ilustrado em mais de um quarto das respostas ( Figura 9 Os conceitos e as competências da Química no ensino médio público de Fortaleza qual não se pode atribuir quesitos de certo ou errado, uma vez que o objetivo era tão somente avaliar a concepção atômica dos estudantes e, com base nos desen de modelos reconhecíveis. Antes de qualquer informação adicional é importante ressaltar o que afirma Gilbert e Boulter (1995) acerca dos modelos na ciência. Para estes pesquisadores apenas como uma representação e não como o ente em si. Ou seja, o se apenas a representar um objeto, processo, evento, sist o modelo como uma primeira atividade mental, pois, representações se dá inicialmente como fruto do pensar ada nesta definição de modelo que a questão 12 foi proposta e avaliada. encontrados estão resumidos na Figura 9. evidente que, na visão dos alunos, os modelos de Dalton, Thomson e Sommerfeld não são os melhores para representar os átomos, pois cada um dos três modelos foi citado por apenas um aluno. Pode-se inferir que os modelos de Bohr e o átomo na concepção dos alunos, sobretudo este último, ilustrado em mais de um quarto das respostas (Figura 10). Figura 9. Gráfico dos dados obtidos para a questão 12 do QT. 35 público de Fortaleza certo ou errado, uma vez que o objetivo era tão m base nos desenhos elaborados, Antes de qualquer informação adicional é importante ressaltar o que afirma . Para estes pesquisadores, o modelo e não como o ente em si. Ou seja, o esso, evento, sistema ou idéia. Os , pois, cada uma destas a definição de modelo que a questão 12 foi proposta e avaliada. evidente que, na visão dos alunos, os modelos de Dalton, Thomson e Sommerfeld não são os melhores para representar os átomos, pois cada um dos três modelos se inferir que os modelos de Bohr e Rutherford são os o átomo na concepção dos alunos, sobretudo este último, ilustrado a questão 12 do QT. Vasconcelos, S. J. T. Os conceitos e as competências da Química O modelo de Rutheford é livros de Química do ensino médio recorrentemente ilustrado em situações se deparar (Figura 11). Basta de Energia Atômica (IAAE) Rutherford (Figura 12). Outro fato evidencia o maior contato dos alunos com o modelo de Rutherford. se pesquisar a palavra “átomo” no buscador Google imagens confirma a hipótese ao modelo de Rutherford, apenas 2 ao de Bohr, 1 ao modelo quântico, 1 ao modelo de Thompson e 2 imagens não relacionam abundância de referências a este modelo ele, mas isso, no entanto, traz um Figura 10. Alguns desenhos dados como resposta à questão 12 do QT. Vemos: 1, 2 e 3 os únicos desenhos que puderam ser associados aos modelos alunos das escolas F, A e F, respectivamente. Os desenhos 4 e 5 são exemplares par Rutherford e foram feitos por alunos
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