Autores

Gomes, E.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Sá, M.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Almeida, K.L.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Costa, R.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ) ; Urcezino, A.S.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ)

Resumo

O entendimento dos modelos atômicos é crucial no estudo da química. No entanto, os estudantes têm apresentado dificuldades para entender a matéria em nível submicroscópico. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar as percepções dos estudantes de Licenciatura Plena em Química da UECE sobre os modelos atômicos. Para tanto, adotou-se uma abordagem qualitativa e utilizou-se da plataforma Google Forms para elaboração do questionário. Este consistiu de nove perguntas e foi aplicado em quatro turmas dos turnos tarde e noite. A pesquisa revelou que os estudantes consideram relevante o estudo da estrutura do átomo, mas possuem um entendimento limitado dos modelos atômicos e têm dificuldade para descrevê-los. Vale ressaltar que 48% dos entrevistados eram do 1º semestre.

Palavras chaves

Átomos; Histórico; Modelos Atômicos

Introdução

A história mostra que, na evolução do pensamento, sempre se recorreu a modelos para explicar/entender, o universo e os fenômenos da natureza. Logo, a elucidação dos fenômenos naturais deve-se ao conhecimento estruturado, que é encarregado pela concepção de um modelo científico (PIRES, 2019). Nesse contexto, o estudo da química deve possibilitar aos estudantes a aptidão de interpretar fatos e fenômenos a partir das teorias científicas. Sendo a química a ciência que estuda a matéria e suas transformações, e o átomo, a menor unidade que caracteriza um elemento químico, o entendimento dos modelos atômicos é fundamental para a compreensão desta ciência (SILVA, 2013; IUPAC, 2019). Nesse sentido, desde a Antiguidade, filósofos perguntavam-se qual o limite da fragmentação da matéria (ATKINS; JONES, 2006), e os modelos atômicos foram criados como representações abstratas do que seria o átomo (CHAVES et al, 2017), já que este não pode ser observado diretamente, mas sua estrutura inferida por meio de resultados experimentais. Por outro lado, a estratégia mais comumente utilizada para a compreensão da química passa pela racionalização dos fenômenos nos níveis macroscópico, submicroscópico e simbólico. No entanto, tem sido reportado que os estudantes têm tido dificuldade em entender e representar a matéria, especialmente em nível submicroscópico, como é o caso da estrutura do átomo (KEINER; GRAULICH, 2020). Diante da importância do entendimento da estrutura atômica para a química e do contexto da assimilação dos estudantes da representação de estruturas em nível submicroscópico, este trabalho teve como objetivo analisar as percepções dos estudantes de Licenciatura Plena em Química da Universidade Estadual do Ceará (UECE) sobre os modelos atômicos.

Material e métodos

Foi adotada uma abordagem qualitativa, utilizando um questionário elaborado na plataforma Google Forms, que consistiu em nove perguntas, sendo elas: 1. Em qual semestre você está atualmente? 2. Descreva como você entende um átomo. 3. Qual é a importância dos modelos atômicos na química? 4. Em que medida você concorda com a afirmação de que o histórico dos modelos atômicos é relevante para o entendimento do átomo? 5. Em sua compreensão, o modelo atômico de Dalton considerou as partículas subatômicas? 6. No modelo atômico de Thomson ("pudim de ameixas"), os elétrons estavam imersos em uma massa contínua positiva ou estavam apenas na parte externa? 7. Nos experimentos de Rutherford, ele utilizou… 8. No modelo atômico atual, o átomo é descrito como… 9. Os modelos atômicos são… O questionário foi aplicado em quatro turmas do Curso de Licenciatura Plena em Química da UECE, em que os licenciando tiveram tempo adequado para analisar e responder às perguntas de forma clara. Os participantes da pesquisa eram de ambos os sexos, com idades entre 20 e 23 anos. Ao todo, foram coletadas 24 respostas.

Resultado e discussão

A Figura 1 mostra as respostas quanto ao semestre que os alunos cursavam. Observa-se que 48% dos alunos estavam no 1º semestre, 17 %, no 6º, e o restante, nos demais semestres. Em sequência, pediu-se que eles descrevessem como concebem os átomos. As respostas revelaram uma compreensão limitada, incluindo concepções errôneas de que o átomo é indivisível ou formado por moléculas. Depois, foi solicitado aos estudantes que discorressem sobre a importância dos modelos atômicos. Ficou evidente que estes são considerados de grande importância na compreensão dos conceitos básicos em química. A figura 2 refere-se às respostas à pergunta “O quanto você concorda com a afirmação de que o histórico dos modelos atômicos é relevante para o entendimento do átomo?”. Do total, 95,5% dos estudantes concordam totalmente com a afirmação. Já a figura 3 é referente à pergunta “No seu entendimento, no modelo atômico de Dalton, foram consideradas as partículas subatômicas?”. Observa-se que 78,3% dos estudantes responderam corretamente. A figura 4, por sua vez, é relativa ao entendimento dos estudantes quanto à organização das partículas subatômicas no modelo atômico de Thomson. Quase 70 % responderam que os elétrons permeiam toda a massa positiva. A figura 5 diz respeito à pergunta sobre o experimento de Rutherford. Metade dos alunos acredita equivocadamente que o cientista utilizou apenas folhas de ouro e extrapolou os resultados para toda a matéria. A figura 6 mostra o resultado da pergunta que se referia à visão dos estudantes sobre o modelo atual. Metade dos estudantes ainda visualizam o átomo como o modelo de Bohr. A figura 7, se refere a pergunta sobre a visão dos alunos referentes à teoria atômica, e mostrou que 87,7% possuem a visão que o átomo é algo que está em constante evolução.

Resultados do questionário


Resultados do questionário

Conclusões

Por meio deste estudo, foi possível analisar como os estudantes de Licenciatura Plena em Química, especialmente do primeiro semestre, entendem o átomo. Eles mostraram conhecimento razoável sobre os modelos de Dalton - 78,3% entendem que não foram consideradas partículas subatômicas - e Thomson - 69,6% compreendem a distribuição das cargas negativas neste modelo. Sobre o modelo de Rutherford, 52,2% dos estudantes entendiam de fato o experimento utilizado pelo cientista na construção deste. Já em relação ao modelo atômico atual, pouco mais da metade dos entrevistados tem a concepção correta.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Programa de Bolsa de Preparação para Competições Acadêmicas (PCA - UECE), à Funcap e ao FECOP pelas bolsas dos estudantes.

Referências

CHAVES, J. V.; SOUSA, T. L. S.; ARONI, M.; BUNDCHEN, M.; NICHELE, A. G. O átomo: investigação das concepções dos estudantes e o planejamento de proposta didática no contexto do PIBID. 2017. Trabalho apresentado no 37º Encontro de Debates sobre Ensino de Química. Disponível em https://edeq.furg.br/images/arquivos/trabalhoscompletos/s15/ficha-180.pdf. Acesso em 30 junho 2023.

IUPAC; MCNAUGHT, A. D. (ed); WILKINSON, A. (ed). Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed, 1997. Disponível em: https://doi.org/10.1351/goldbook. Acesso em 30 junho 2023.

JONES, L.; ATKINS, P. Princípios de química-questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3 ed., Bookman, 2006.

KEINER, L.; GRAULICH, N. Transitions between representational levels: characterization of organic chemistry students’ mechanistic features when reasoning about laboratory work-up procedures. Chemistry Education Research and Practice, v. 21, n. 1, p. 469-482, 2020.

PIRES, A. R.; NOVAI, A. L. S.; GOMES, L. M.; FERREIRA, F. C. L. Modelos mentais para representação atômica numa perspectiva de aprendizagem significativa. Scientia Plena, v. 15, n. 7, 2019.

SILVA, G. S.; BRAIBANTE, M. E. F.; PAZINATO, M. S. Os recursos visuais utilizados na abordagem dos modelos atômicos: uma análise nos livros didáticos de Química. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, v. 13, n. 2, p. 159-182, 2013.