um estudo sobre o análogo “pudim de passas - Senept - Cefet-MG

O MODELO ATÔMICO DE THOMSON EM LIVROS DIDÁTICOS: UM ESTUDO
SOBRE O ANÁLOGO “PUDIM DE PASSAS”
Alexandre da Silva Ferry & Ronaldo Luiz Nagem
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
RESUMO: O presente trabalho estuda o modelo atômico de Thomson e como ele é apresentado em
12 livros didáticos de Química. Foram identificados termos metafóricos nos modelos estudados. A
análise dos resultados indica uma prática comum e irreflexiva na recorrência de determinados termos
utilizados para caracterizar o modelo atômico. Os significados associados a estes termos sugerem uma
possível modelização mental incoerente com a descrição científica do mesmo.
PALAVRAS-CHAVE: Analogias e metáforas (A&M); modelo atômico; livro didático
1. Introdução
O presente trabalho tem como objetivo contribuir para uma melhor compreensão do uso de
analogias e metáforas no ensino de Química e no emprego de expressões de caráter
metafórico na caracterização didática de modelos científicos. Para tal foram identificados e
analisados os termos analógicos e metafóricos que acompanham o modelo atômico de
Thomson, presente em livros didáticos.
a. O modelo atômico de Thomson
Thomson (Joseph John Thomson), em 1899, começou a elaborar um modelo para o átomo,
imaginando-o como composto de um grande número de corpúsculos de carga negativa
(posteriormente chamados de elétrons) e “alguma” carga positiva que balanceasse a carga
negativa total. Essa idéia vaga sobre a carga positiva do átomo foi substituída, em 1904, pelo
modelo no qual o átomo seria uma distribuição esférica homogênea de carga positiva no
interior da qual os elétrons estariam distribuídos uniformemente, em anéis concêntricos
(CARUSO & OGURI, 2006)
b. Analogias
O conceito de analogia é amplo e utilizado por diferentes autores com significado distinto
(MÓL, 1999). Para alguns a analogia é o resultado da comparação de termos novos com
outros já conhecidos; para outros, uma relação de semelhança ou dependência entre diferentes
objetos; para outros ainda, um prolongamento de uma mera comparação, a partir da qual se
tenta estabelecer múltiplas relações. A analogia não pressupõe a existência de uma igualdade
simétrica, mas antes uma relação que é assimilada a outra relação, com a finalidade de
esclarecer, estruturar e avaliar o desconhecido a partir do que se conhece. Uma analogia pode
ser entendida, portanto, como um processo cognitivo que envolve uma comparação explícita
entre duas “coisas” (DUARTE, 2005), ou um processo através do qual se identificam
semelhanças entre diferentes conceitos, sendo um deles conhecido, familiar, e o outro
desconhecido (GLYNN, 1991).
c. Metáforas
Diferentemente das analogias, as metáforas comparam sem explicitar as relações existentes
entre os conceitos, possuindo sempre um aspecto obscuro e de surpresa (MÓL, 1999). Há um
caráter implícito nas relações existentes entre os conceitos em uma metáfora. De acordo com
esta concepção, as analogias e as metáforas passam a serem vistas como “os extremos de dois
pólos”, isto é, são colocadas conceitualmente como partes extremas de uma comparação, de
maneira que toda analogia passa a possuir um caráter metafórico e toda metáfora passa a
possuir um caráter analógico.
d. Modelos em Ciências e no Ensino de Ciências
Gilbert & Boulter (1994) definem modelo como uma representação de uma idéia, um objeto,
um evento, um processo ou um sistema; os modelos constituem uma parte fundamental das
narrativas de educação em Ciências, sobretudo como conseqüência das várias tipologias que
podem ser construídas a respeito. É possível diferenciar entre sistema-alvo (aquilo que existe
na experiência coletiva e que é objeto da representação); modelo mental (uma representação
pessoal e privada de um alvo); modelo expresso (uma versão do modelo mental que é
expressa por um indivíduo através da ação, da fala ou da escrita); modelo consensual (um
modelo expresso que foi submetido a testes por um grupo social, por exemplo, pertencente à
comunidade científica); e modelo pedagógico (um modelo especialmente construído e usado
para auxiliar na compreensão de um modelo consensual).
Ainda segundo esses autores, há uma íntima relação entre os modelos, as analogias e
metáforas. Para eles, um modelo de um alvo, independente de sua tipologia, “é produzido a
partir de uma fonte (algum outro objeto, evento ou idéia) por meio de metáforas, nas quais o
alvo é visto como sendo muito similar à fonte”. Em decorrência de seu objetivo, um modelo
de ensino deve preservar a estrutura conceitual do modelo científico ao qual ele se relaciona.
No ensino de Química, os modelos de ensino mais freqüentemente usados são: modelos
concretos (moleculares ou não), desenhos (de materiais, processos e modelos moleculares),
gráficos aos quais outros recursos (como, por exemplo, através de cores e desenhos) são
adicionados diagramas, analogias e simulações. (JUSTI & MONTEIRO, 2000).
e. A analogia com o “pudim de passas” para o modelo atômico de Thomson
Como apontam Souza et al (2006), trabalhos que se dedicaram em investigar sobre como
analogias são utilizadas em livros didáticos constataram que, em muitas delas, os autores não
fornecem nenhuma explicação do domínio análogo e não discutem suas limitações.
Em sua análise de livros didáticos de Química brasileiros destinados ao Ensino Médio,
(JUSTI & MONTEIRO, 2000) as autoras discutem as implicações da analogia com o pudim
de passas, classificada por elas como “ilustrativa-verbal”, utilizada para se ensinar o modelo
de átomo segundo Thomson. Segundo o estudo, esta analogia está inserida num grupo de 18%
daquelas que induzem a erros conceituais. As autoras destacam essa analogia mostrando que
no texto que a acompanha, os próprios autores transferem atributos equivocados do veículo
(do análogo) ilustrado para o alvo ao se referir à teoria atômica.
Thomson sugeriu que a massa total do átomo seria devida quase que totalmente apenas às cargas
positivas (prótons). Estas estariam espalhadas, uniformente, por toda uma esfera, formando uma
massa compacta e uniforme. Na superfície dessa massa estariam os elétrons, espaçados de modo
uniforme. Esse modelo seria semelhante a um pudim coberto com passas, como acabou ficando
conhecido, em que o pudim seria a massa de cargas positivas e as passas os elétrons. (trecho de um
livro didático reproduzido em JUSTI & MONTEIRO, 2000).
As autoras completam a análise da analogia em questão dizendo que, de acordo com a nossa
experiência cotidiana, passas se distribuem na superfície da massa do pudim e não por toda
essa massa. E que, assim sendo, o veículo utilizado pelos autores do livro não possui o
principal atributo a ser compartilhado com o alvo, o que o torna inconveniente para explicar o
modelo de Thomson.
2. Procedimentos metodológicos
Foram analisados 12 livros didáticos de Química, escolhidos, aleatoriamente, em função da
disponibilidade para a pesquisa e de serem utilizados por alunos do ensino médio. De cada um
dos livros transcrevemos o texto de apresentação do modelo atômico de Thomson,
observamos a ilustração (caso houvesse) apresentada junto ao texto, e destacamos o termo
relacionado à presença dos elétrons na estrutura atômica representada pelo modelo. Os termos
empregados para a descrição sobre o modo como os elétrons estariam distribuídos na estrutura
atômica foram analisados avaliando-se suas implicações enquanto termos de caráter
metafórico de acordo com o referncial teórico apresentado.
3. Resultados
a. Livros analisados
A.
Curso Completo de Química, de Antônio Sardella (volume único, Editora Ática, 2003).
B.
Fundamentos da Química, de Ricardo Feltre (volume único, Editora Moderna, 2001).
C.
Fundamentos de Química Geral, de Morrins Hein e Susan Arena (9ª edição, LTC
Editora, 1998)
D.
Química – Ensino Médio, de Alexandre Ferry (Ined Inovação Educacional, 2003).
E.
Química – Química Geral, de João Usberco e Edgard Salvador (volume 1, Editora
Saraiva, 2002).
F.
Química 1 – Química Geral e Inorgânica, de Dácio Rodney Hartwig, Edson de Souza e
Ronaldo Nascimento Mota (volume 1, Editora Scipione, 1999).
G.
Química para o ensino médio, de Eduardo Fleury Mortimer e Andréa Horta Machado
(volume único, Editora Scipione, 2003)
H.
Química; conceitos básicos, de Eduardo Roberta da Silva, Olímpio Salgado Nóbrega e
Ruth Hashimoto da Silva (volume 1, Editora Ática, 2001).
I.
Química, o homem e a natureza, de Geraldo José Covre (volume 1, Editora FTD,
2000).
J.
Química, realidade e contexto, de Lembo (volume único, Editora Ática, 2002)
K.
Química Ensino Médio – 1ª série, de Maria Cláudia Oliveira Costa e Ríveres Reis de
Almeida (livro 1, Editoria Educacional, 2007)
L.
Química Ensino Médio Revisional – 3ª série, de Geraldo José da Silva (livro 2, Editora
Universidade, 2006).
b. Textos sobre os modelos atômicos de Thomson nos livros didáticos.
O quadro 1 apresenta os textos relativos ao modelo atômico de Thomson coletados em livros
didáticos de Química.
Quadro 1 - Textos relativos ao modelo atômico de Thomson em 12 livros didáticos de
Química com ilustrações e termos relacionados à presença dos elétrons no átomo.
Termo relacionado à
presença dos elétrons
no átomo
Livro
Ilustração
apresentada
junto ao texto
Texto de apresentação do modelo atômico de
Thomson
A
“o átomo seria uma esfera maciça positiva que, para tornarse neutra, apresentava elétrons (partículas negativas)
incrustados em sua superfície”
Incrustados
B
“’pasta’ positiva ‘recheada’ pelos elétrons de carga negativa
[...] conhecido como ‘pudim de passas’”
Recheada
C
“os elétrons eram partículas de carga negativa embebidas na
esfera atômica”
Sem ilustração
Embebidas
D
“esfera de carga elétrica positiva, possuindo, em sua
superfície, elétrons inscrustados”
Incrustados
E
“formado por um fluido com carga positiva no qual estavam
dispersos os elétrons”
Dispersos
F
“Na superfície dessa massa estariam aderidos os elétrons,
espaçados de modo uniforme”
Aderidos
G
“as partículas com carga negativa, denominadas elétrons, se
encontravam incrustadas numa esfera de carga positiva,
como cargas num panetone”
Incrustadas
H
“uma esfera de massa positiva com as cargas negativas
(elétrons) espalhadas em sua superfície, como passas em um
pudim”
Espalhadas
I
“o átomo era uma esfera homogênea de cargas positivas (os
prótons) na qual estariam incrustadas algumas cargas
negativas (os elétrons)”
J
“os elétrons estariam mergulhados em uma massa
homogênea e positiva, como ameixas em um pudim”
Mergulhados
K
“o átomo seria uma esfera positiva com elétrons
‘incrustados’. Para Thomson, havia uma distribuição
uniforme de carga e massa ao longo no átomo”.
Incrustados
L
“o átomo seria uma bola de massa uniforme de carga
positiva, com elétrons incrustados, tal como passas em um
bolo. Esse modelo ficou conhecido como ‘pudim de
passas’”.
Incrustados
Sem ilustração
Incrustadas
FONTE: Pesquisa direta, 2006.
De acordo com as informações do quadro 1, o termo incrustrados(as) foi encontrado em 06
dos 12 livros didáticos consultados. Considerando o emprego deste termo para a descrição da
presença dos elétrons na estrutura atômica, levantamos algumas questões: O que significa
dizer que “os elétrons estão incrustados na esfera de carga positiva”? Qual caráter se
configura na aplicação desta expressão – estático ou dinâmico? O que realmente se pretende
expressar através desse termo? Afinal, o seu uso tem sido racional e objetivo ou
indiscriminado e subjetivo?
De acordo com Houaiss (2001) o termo, no infinitivo – incrustar – significa:
v. 1 t.d. cobrir, revestir (algo) de (crosta, depósito etc.) <a fuligem incrustou as paredes dos
prédios> 2. t.d.bit. ornar (um objeto) embutindo fragmentos de (madeira, pedras, marfim etc.);
tauxiar <i. uma mesa> <o artífice incrustara o tampo da mesa com guirlandas> 3. bit. Incluir,
inserir (algo em), como parte integrante; embutir, embrechar <incrustou vários brasões no portal
da casa> <i. esmeraldas em um anel> 4. t.d.bit. cobrir, revestir (algo) com (camada de tinta,
esmalte ou qualquer outra substância) <i. tela (de verniz)> 5. aderir-se fortemente a um corpo;
implantar-se, arraigar-se <belas bromélias incrustavam-se na rocha viva> 6. pron.fig. tornar-se
fixo, gravado, marcado; gravar-se, fixar-se, imprimir-se <a pavorosa cena se lhe incrustou para
sempre na memória> 7. pron.fig. instalar-se, alojar-se por tempo indeterminado <acabou
incrustando-se naquela casa onde fora apenas por alguns dias> 8. pron.BIO endurecer-se pela
interposição de minerais, esp. de carbonato de cálcio, entre as partículas orgânicas. [...]
(HOUAISS, 2001, p.1600, grifos nossos).
Além da conotação estática conferida pelo significado da palavra incrustar, conforme os
termos grifados, etimologicamente, o termo incrustar se relaciona ao ato de “cobrir com uma
crosta, rebocar” (HOUAISS, 2001). Ou seja, a própria etimologia da palavra nos remete a
algo relacionado à superfície de um corpo. Encontramos, além do termo “incrustados”, outra
expressão equivalente – “aderidos”. Para este termo consideramos válidas as mesmas
questões anteriormente apresentadas.
Da mesma forma, também consideramos as expressões “mergulhados”, “embebidas” e
“recheada” como “perigosas”, enquanto expressões de caráter metafórico para a elaboração
mental dos estudantes da entidade modelada. Assim como as analogias, tais expressões
metafóricas devem ser cuidadosamente abordadas em sala de aula, não deixando somente a
cargo do aluno a sua interpretação. “Uma analogia sem a complementação de explanações
acerca do que se quer realmente destacar e/ou comparar pode gerar dúvidas e confusões, uma
vez que a sua interpretação fica inteiramente a cargo do receptor” (NAGEM &
CARVALHAES, 2002).
Outro aspecto que nos chamou a atenção na análise destas apresentações foi a utilização de
ilustrações para o modelo. Como podemos constatar pelo quadro 1, 10 entre os 12 livros
analisados apresentaram uma ilustração para o modelo em estudo. Entre estas 10 ilustrações,
encontramos seis (livros A, B, D, E, G e L) que apenas circunscreveram as cargas negativas,
conferindo a identidade corpuscular às mesmas. Destes houve a do livro E que além dessa
representação dispôs pela estrutura esférica uma quantidade de sinais de carga positiva igual à
quantidade de elétrons, complementando e sugerindo para sua descrição o caráter neutro para
a mesma.
Houve dois livros - F e H, que apresentaram uma figura esférica que possivelmente nos
remete a imagem de uma massa de pudim com ameixas/passas “aderidas”. Parece-nos que, na
tentativa de esclarecer a relação analógica com o pudim de passas, fez-se a representação do
alvo com as características do análogo. Consideramos inadequada essa representação tomando
como referência as considerações de Bachelard (1996) acerca do reforço de obstáculos
epistemológicos decorrentes do mau uso das analogias e metáforas, configurando-se, neste
caso, como um obstáculo substancialista.
Encontramos ainda uma ilustração (livro J) que embora tenha apresentado uma figura que
sugere a divisibilidade estrutural, não sinaliza a existência de cargas elétricas.
Da figura do livro K decorrem algumas implicações equivocadas ou, no mínimo, incoerentes
com a concepção científica do modelo. Nela encontramos tanto as cargas negativas quanto as
positivas circunscritas, delimitadas, sugerindo uma distinção das mesmas em relação à
estrutura atômica. Mediante tal representação, o que estaria sendo representado pela região
externa às cargas? O que seria essa esfera no modelo que contém as partículas positivas e as
negativas? Seria uma “região imaginária” assim como as órbitas de Bohr ou os orbitais do
modelo atual? Ou um “corpo atômico eletricamente neutro”? E quais as conseqüências para
o modelo mental elaborado pelos estudantes?
Estas, certamente se constituem em outras questões pertinentes ao modo como os livros
didáticos potencializam ou comprometem a elaboração mental dos modelos científicos pelos
estudantes, e como o “traduzem” através do modelo expresso.
4. Considerações Finais
Para finalizarmos nossa discussão, consideremos as proposições de Mortimer (2000) sobre o
ensino de modelos atômicos:
“Por que se ensinar, então, esses conceitos clássicos? (...) envolvem a construção de algo que é
diferente do senso comum, através da superação de analogias superficiais e da prisão perceptiva
em que eles se encontram. (...) [a] crítica... pode dar ao aluno a possibilidade de contextualizar essa
realidade científica incipiente (...). O reconhecimento dos limites de cada teoria, de cada modelo,
(...), é fundamental para se construir uma cultura sobre ciência contextualizada na cultura científica
deste final de século. Esse, a nosso ver, é um dos objetivos principais do ensino de ciências. Uma
visão do ensino, enquanto construção de concepções mais avançadas e tomada de consciência do
contexto em que as concepções, mais ou menos avançadas, podem ser empregadas através do
debate de idéias e da crítica, é fundamental para se alcançar esse objetivo.” (p.118)
Assim, a fim de promovermos uma concepção de ciências coerente com a cultura científica,
consideramos válida a nossa preocupação com o modo de apresentação dos conceitos e dos
modelos. Essa tarefa não cabe somente aos autores de livros didáticos, mas especialmente aos
professores – mediadores da aprendizagem.
Assim como pesquisas têm destacado o fato de alguns autores não fornecerem nenhuma
explicação do domínio análogo e não discutirem sua limitações, percebemos que, a recorrência
verificada a determinados termos metafóricos para a caracterização deste modelo atômico parece ser
uma prática comum e irreflexiva. Determinadas terminologias carregam um demasiado caráter
metafórico necessitando desse modo de certas explicações a fim de evitar transposições
inadequadas e elaborações mentais equivocadas frente às concepções científicas. Há que se
considerar, a partir da discussão em torno das representações e da terminologia
demasiadamente metafórica, que a falta de cuidado na transposição didática, seja por parte
dos professores ou dos autores de livros, de determinados conceitos ou modelos científicos,
pode comprometer a elaboração de modelos mentais coerentes com os modelos consensuais
objetos da aprendizagem.
5. Referências
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HOUAISS, A. VILLAR, M. S. Dicionário Houaiss da Língua Portuguesa. Elaborado no Instituto
Antônio Houaiss de Lexicografia e Banco de Dados da Língua Portuguesa S/C Ltda. – Rio de Janeiro:
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MORTIMER, E. F. Linguagem e Formação de Conceitos no Ensino de Ciências. Belo Horizonte: Ed.
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