O site phet.colorado.edu, da Universidade do Colorado, apresenta várias simulações computacionais para o ensino de Ciências da Natureza. Uma dessas simulações busca facilitar o ensino e a aprendizagem dos conceitos de reagente limitante e reagente em excesso nas transformações químicas. A proposta é que os estudantes apliquem a mesma lógica da montagem de sanduíches de pão, presunto e queijo na compreensão das proporções que existem entre reagentes e produtos numa transformação química. Inicialmente o estudante pode montar o próprio sanduíche definindo quantas fatias de pão, presunto e queijo deseja para obter 1 sanduíche. No exemplo apresentado a seguir, na parte superior da imagem, pode-se definir a proporção de 2 pães + 1 presunto + 1 queijo -> 1 sanduíche. Na parte inferior, os estudantes podem adicionar quaisquer quantidades de cada ingrediente para formar os sanduíches. O objetivo é colocar quantidades de ingredientes de modo que não restem excessos de pão, presunto ou queijo.  

Fonte: http://phet.colorado.edu

Embora essa simulação apresente potencial pedagógico, ela pode induzir o estudante a desenvolver concepções alternativas ao analisar as equações químicas considerando as quantidades de substância (mol) dos reagentes e produtos envolvidos. A partir da análise da figura, quais deveriam ser os ingredientes em excesso mostrados na simulação e qual a concepção alternativa que poderia ser desenvolvida pelo estudante?

“Para Bakhtin, a construção de sentidos é dialógica por natureza. Isso significa que não podemos analisar as enunciações apenas na perspectiva de quem as produz, mas também na perspectiva do(s) interlocutor(es), esteja(m) ele(s) fisicamente presente(s) ou não […] Outra ideia trazida por Bakhtin, fundamental para a compreensão do processo de significação, é a noção de vozes. Para Bakhtin, essa noção não se refere apenas aos sons emitidos na fala, mas envolve um fenômeno muito mais geral das perspectivas dos sujeitos envolvidos e de suas visões de mundo. […] A construção do entendimento está, portanto, relacionada com as muitas formas como duas ou mais vozes entram em contato”.

MACHADO, 1999, p. 58-59.

De acordo com as ideias bakhtinianas apresentadas por Machado (1999), a significação e a construção de sentidos:

Ao tentar planejar uma sequência de ensino sobre o tema “Alimentação saudável”, um professor começou a registrar as ideias que teve espontaneamente, sem se preocupar a princípio com a ordem das etapas que deveria seguir:

1. Exercícios sobre identificação de aminoácidos e carboidratos a partir de suas fórmulas estruturais;

2. Estudos dos conceitos de carboidratos, proteínas e gorduras;

3. Proposição e debate de um problema social ligado aos hábitos alimentares dos brasileiros;

4. Aplicação dos conceitos científicos aprendidos na resolução do problema social proposto;

5. Dois experimentos investigativos, o primeiro tratando da identificação de amido e proteína em alimentos comuns aos brasileiros; e o segundo sobre a determinação da energia produzida na combustão de alimentos;

6. Pesquisa sobre hábitos alimentares dos brasileiros, abordado aspectos culturais, regionais e econômicos.

De que maneira o professor poderia ordenar as etapas propostas para caracterizar mais adequadamente uma abordagem temática?

Maldaner e colaboradores (2012) propõem a organização do currículo escolar para as disciplinas de Ciências da Natureza a partir de “Situações de Estudo” (SE). Segundo os autores,

“A produção de uma SE começa com a identificação de um contexto vivencial que, sendo conceitualmente rico para diversos campos das ciências, demonstre a potencialidade de ser problematizado e tematizado enquanto eixo articulador de aprendizados que permitam significar conteúdos, conceitos e temas escolares.”

MALDANER et al, 2012. In: MALDANER; ZANON, 2012.

Segundo os autores, poderiam constituir exemplos de Situações de Estudo:

Um professor de química, de uma escola localizada numa pequena cidade do interior do estado de São Paulo, realizou uma sequência de 12 aulas sobre o tema “A produção de carvão vegetal em nossa cidade”. Inicialmente foi lido e discutido com os estudantes um artigo publicado no jornal local que tratava do fechamento de carvoarias clandestinas nos arredores da cidade. Na discussão, surgiram assuntos tais como o desemprego das famílias carvoeiras, os usos do carvão, os problemas de saúde causados pela fumaça dos fornos e o desmatamento ilegal. O professor perguntou aos estudantes se eles sabiam como a madeira se transformava em carvão e por que os carvoeiros tinham tantos problemas de saúde. Como os estudantes não sabiam responder a estes questionamentos, o professor realizou duas atividades. A primeira foi um experimento onde a produção de carvão vegetal é simulada utilizando-se palitos de dente enrolados num pequeno pedaço de papel-alumínio. Neste experimento, os estudantes observaram que a fumaça produzida pelo aquecimento da madeira era inflamável e que continha materiais ácidos. Após a realização do experimento, o professor apresentou uma tabela com os produtos da carbonização da madeira, equações químicas e os conceitos de pirólise, combustão completa e combustão incompleta. A outra atividade foi uma visita dos estudantes à única carvoaria legal da cidade. Ela possuía fornos modernos feitos de aço, uma fazenda de eucalipto própria e funcionários treinados e equipados com EPIs (equipamentos de proteção individual). A visita guiada durou cerca de 3 horas e os estudantes puderam fazer várias perguntas aos funcionários sobre o funcionamento dos fornos, os usos do carvão produzido e dos demais subprodutos da carbonização da madeira e as condições de trabalho e saúde no local. De volta à escola, a sequência de ensino foi concluída com a produção de cartazes pelos estudantes. Neles, os estudantes expuseram imagens e relatos do que aprenderam sobre a produção do carvão vegetal em sua cidade. A respeito da abordagem de ensino praticada pelo professor, pode-se afirmar que possui características mais acentuadas de:

Existe uma variedade de possibilidades de enfoques que podem ser dados ao ensino das transformações químicas na educação básica. A este respeito, Machado (1999) considera que:

“Ao resolvermos abordar o tema transformações químicas, por exemplo, podemos optar por incluir determinados aspectos e excluir outros. Ou seja, vamos optar por restringir sentidos ou por propiciar determinados campos de sentido dentro dos quais os alunos poderão compreender o que venha ser uma transformação química. Podemos, por exemplo, classificar as transformações químicas como síntese, análise, dupla troca, simples troca, ou preferir encaminhar a discussão pelo reconhecimento da reação química como uma transformação que envolve a formação de novos materiais e que pode ser ou não acompanhada de evidências, ou ainda compreender as transformações envolvidas quando se faz pão”.

MACHADO, 1999, p. 160.

Segundo a autora, é correto afirmar que o ensino das transformações químicas:

Uma atividade prática utilizada por um professor de Química consistia em distribuir para a turma, que estava dividida em pequenos grupos, caixas de fósforos e caixas de sapatos bem fechadas com fita adesiva e, contendo em seu interior, materiais desconhecidos. As caixas poderiam conter grãos de feijão, arroz, pregos, bolinhas de gude, botões de camisa, ovo de galinha etc. A tarefa dos estudantes era descobrir o que havia dentro de cada caixa sem abri-las. Depois de alguns minutos manipulando as caixas, os grupos deveriam escrever um relatório com os testes que fizeram, as observações e as conclusões que tiveram. O professor discutiu com os estudantes os resultados de seus testes, mas não abriu as caixas ao final da atividade. Qual o principal papel pedagógico da atividade descrita?

Maldaner (2013), ao refletir sobre algumas concepções docentes, considera que:

“Geralmente, os professores manifestam as suas ideias sobre a matéria, o ensino, a aprendizagem, o aluno, a metodologia de trabalho etc, de uma forma muito simples, próprias do ‘senso comum’, e distantes do que propõem os conhecimentos pedagógicos hoje aceitos pela comunidade científica”.

MALDANER, 2013, p. 63.

Segundo a citação do autor, pode-se considerar um exemplo de pensamento de senso comum docente: