Modelos Mentais de Professores de Nível Médio de Química e de Física sobre o Fenômeno da Capilaridade

XI Encontro Nacional de Ensino de Química – ENEQ 2002 - UFRPE (Recife)

Modelos Mentais de Professores de Nível Médio de Química e de Física sobre o Fenômeno da Capilaridade

Marcos Barros (Colégio da Polícia Militar de Pernambuco), Alexandre Medeiros (Departamento de Física, UFRPE), Lucia Helena Aguiar de Souza (Departamento de Química, UFRPE), Cleide Farias de Medeiros (Departamento de Educação, UFRPE) & Cláudio Câmara (Departamento de Química, UFRPE)

Palavras Chave: Modelos Mentais, Capilaridade

 Introdução

As pesquisas sobre os modelos mentais de estudantes e de professores têm ocupado um papel de destaque na literatura investigativa em Educação em ciências nos últimos tempos¹. Elas têm tentado dar conta de um universo interpretativo bem maior que aquele já explorado pelos trabalhos em concepções alternativas típicos dos anos 80. Dentre suas características principais estão: uma maior atenção com a coerência entre os componentes dos modelos em causa e sua forte dimensão imagética². O presente trabalho visa levantar os modelos mentais de professores de Química e de professores de Física de nível médio 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. A aparência paradoxal do fenômeno provém da complexidade existente na identificação dos agentes físicos responsáveis pela citada elevação bem como dos seus mecanismos de atuação. 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 que relaciona o diferencial de pressão promovido pela elevação capilar do líquido com a tensão superficial deste mesmo líquido e com o raio de curvatura do menisco formado^3,4,5.

Resultados e Discussão

O instrumento de pesquisa utilizado consistiu de uma sequência de entrevistas semiestruturadas com professores do ensino médio sobre o assunto em pauta, precedidas de uma demonstração do mencionado fenômeno. Os resultados da análise permitiram detectar alguns padrões interpretativos  comuns, todos eles, entretanto, bastante afastados da complexidade matemática do modelo científico vigente. Dentre os invariantes coletados destacam-se a perplexidade de alguns sujeitos com o fenômeno e as suas tentativas de reduzir as explicações a esquemas meramente mecânicos ou quando muito de natureza eletrostática. Uma discussão pormenorizada dos resultados e uma comparação dos modelos elaborados pelas duas populações investigadas são feitas na apresentação deste trabalho. 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 professores de Química.

Conclusões

O trabalho evidencia como assuntos da importância e da complexidade do fenômeno da capilaridade precisam ter os seus ensinos a nível universitário redirecionados no sentido de contemplarem os modelos mentais do tipo daqueles observados entre os professores alvo da presente pesquisa. Não parece profícuo apresentar simplesmente a formulação matemática decorrente da lei de Young-Laplace sem que esta seja ancorada firmemente nos modelos mentais dos educandos.

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¹ Coll, R.K. & Taylor, N. Chemistry Education: Research and Practice in Europe. 2002, 3, 2, 175-184.

² Medeiros, C F. Ciência & Educação, 2001, 7, 2, 209-234.

³ Bikerman, J. J. Journal of Chemical Education, 1949, 26, 228.

⁴ Galembeck,, F., Gandur, M. C. Química e Derivados, 2001, 393.

⁵ Lee, L. H. Fundamentals of Adhesion. 1991, Plenum Press, New York.