Obstáculos Epistemológicos: O Fenômeno da Capilaridade e os Alunos de Licenciatura em Química e Física

Em julho de 2008 o professor Marcos Barros apresentou um trabalho sobre o fenômeno da capilaridade no XIV ENEQ (Curitiba) que contou com a colaboração minha e da professora Cleide Farias de Medeiros. Este trabalho foi uma sequência de outro estudo anterior que nós haviamos apresentado em 2002 no ENEQ em Recife. Como referido trabalho não está ON LINE, eu transcrevi o mesmo a seguir.

XIV Encontro Nacional de Ensino de Química (XIV ENEQ) – UFPR – Curitiba, 21 a 24 de julho de 2008

Obstáculos Epistemológicos: O Fenômeno da Capilaridade e os Alunos de Licenciatura em Química e Física

Marcos A. S. Barros (Colégio da Polícia Militar de Pernambuco), Alexandre Medeiros (Departamento de Física, UFRPE) & Cleide Farias de Medeiros (Departamento de Educação - UFRPE)

Palavras Chave: Obstáculos epistemológicos, Capilaridade

Introdução

O presente trabalho visa levantar os obstáculos epistemológicos de alunos de Licenciatura em Química e Física da UFRPE sobre o fenômeno da capilaridade. O fenômeno da capilaridade é observado, por exemplo, quando um tubo de vidro de pequeno diâmetro (capilar) é parcialmente imerso em um líquido e este sobe pelo referido tubo. Ele é basicamente explicado através de um modelo que sugere um balanço de forças de adesão (que seriam as forças entre as moléculas do líquido e as paredes do tubo) e as de coesão (aquelas entre as moléculas do próprio líquido). Uma discussão mais rigorosa é feita no referencial teórico deste trabalho em termos das forças de Van der Walls e o tratamento matemático está baseado na equação de Young-Laplace 1,2,3. O referencial teórico escolhido para o desenvolvimento do trabalho foram as idéias de Gaston Bachelard4. A noção de obstáculo epistemológico, foi a base para a interpretação dos resultados. Esses obstáculos, podem , de forma simples, serem entendidos como analogias imagens e metáforas que obstaculizam uma visão racional dos conceitos científicos ( rigor matemático e nível de abstração). O conhecimento por parte do professor, destes obstáculos, facilita o entendimento de como ocorre a construção de um determinado conceito por parte dos alunos, bem como mostra as razões pelas quais os alunos não conseguiram atingir o modelo adequado proposto pela ciência. Assim o trabalho também teve o intuito de chamar a atenção para a importância da formação de professores. As respostas foram classificadas de acordo com quatro tipos de obstáculos epistemológicos5: o obstáculo animista: no qual os fenômenos são explicados través de analogias com comportamentos humanos. Obstáculo Realista: imagens concretas, que são geradas pelo indivíduo, de fenômenos abstratos. Tais associações bloqueiam a ruptura epistemológica do senso comum para a compreensão dos aspectos abstratos e matemáticos dos fenômenos. Obstáculo verbal:Uma nova mentalidade racional deve ser acompanhada de uma nova mentalidade verbal,ou seja, termos científicos devem ser diferenciados de termos da linguagem comum. Esta desatenção dos novos sentidos aos termos pode constituir um obstáculo a uma análise racional dos fenômenos.

Obstáculo substancialista: Segundo Bachelard: “o mais químico dos obstáculos epistemológicos” neste caso as propriedades dos corpos são atributos implícitos da própria substância, como um “status idiossincrático”.

Metodologia

O instrumento de pesquisa utilizado consistiu de uma seqüência de 23 entrevistas semi-estruturadas com estudantes da licenciatura (15 de física e 8 de química) UFRPE sobre o assunto em pauta, precedidas de uma demonstração do mencionado fenômeno (utilizou-se um tubo de vidro de pequeno diâmetro (capilar) que foi parcialmente imerso em água e este sobe pelo referido tubo). Os resultados da análise permitiram detectar alguns padrões interpretativos comuns, todos eles, entretanto, bastante afastados da visão racionalista (complexidade matemática) do modelo científico vigente.

Resultados e Discussão

Dentre os invariantes coletados destacam-se:

1) Perplexidade de alguns sujeitos com o fenômeno.

2) Tentativas de reduzir as explicações a esquemas meramente mecânicos ou quando muito de natureza eletrostática, evidenciando uma grande quantidade de obstáculos realistas e animistas.

3) Respostas do tipo: “sobe devido a capilaridade” demonstrando o fenômeno com uma propriedade peculiar ao líquidos/vidro (substancialismo).

4) Confusão de termos científicos com significados da linguagem comum (Obstáculo verbal).

Não foram encontradas diferenças significativas entre as complexidades dos modelos elaborados pelas duas populações, exceto pelo fato de que a referência às forças de adesão e de coesão apareceu de forma mais clara entre os alunos de Química.

Conclusões

O trabalho evidencia que assuntos da importância e da complexidade do fenômeno da capilaridade precisam ter os seus ensinos a nível universitário redirecionados no sentido de contemplarem os obstáculos epistemológicos observados entre os alunos alvo da presente pesquisa.

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1 Bikerman, J. Journal of Chemical Education, 1949, 26, 228.

2 Galembeck, F. & Gandur, M. Química e Derivados, 2001, 393.

3 Lee, L. Fundamentals of Adhesion. 1991, Plenum Press, New York.

4 Bachelard, G. Formação do Espírito Científico, 1996, Contraponto

5 Lopes, A. Currículo e Epistemologia, 2007,Unijuí