Química: A importância da reflexão epistemológica

Um dos principais desafios que os professores do grupo 520 têm de enfrentar, enquanto professores de Físico-Química (3º CEB) ou de Física e Química (10º e 11º anos), tem a ver com a necessidade de distinguirem, em termos epistemológicos, a Física da Química, como áreas de saber específicas. Ainda que o paradigma científico newtoniano constitua uma referência matricial subjacente à emergência da chamada Ciência Moderna, onde se inclui a Química, é necessário reconhecer que são os trabalhos de Lavoisier, em primeiro lugar, e, posteriormente, a teoria atómica de John Dalton que constituem o berço da dessa área do saber (Bates, 2021).

Apesar da relação de familiaridade entre a Química e a Física, é necessário reconhecer que, “enquanto as predições em Física se baseiam em modelos matemáticos, os modelos na Química apoiam-se mais nos aspetos qualitativos da matéria” (idem, p. 204). Ao contrário da Química, e da Biologia, na Física “a tendência é para a matematização e não para a classificação, dos fenómenos” (ibidem). Por outro lado, a Química carateriza-se por criar o seu objeto (idem). Ou seja, “a maioria das substâncias não existem ou não é provável que existam na Natureza, dadas as exigentes condições de controle em função das quais são sintetizadas, isoladas e analisadas” (ibidem).

Por fim, Bates (idem) chama a atenção para um outro importante legado da Química: a construção de nomenclaturas e de representações simbólicas. Antes da afirmação da Química como ciência singular, as substâncias eram nomeadas pelas suas propriedades físicas visíveis, podendo considerar-se que uma das consequências de um tal processo de afirmação se fez sentir quer no modo como essas substâncias passaram a ser designadas, agora pelos elementos químicos que as constituem, quer, ainda, através da invenção da tabela periódica.

Se estas propriedades da área de saber que a Química constitui são um fator a ter em conta, importa reconhecer, como o faz Bates (idem), que a tensão epistemológica mais evidente nesta área se relaciona com o facto das substâncias químicas serem substâncias idealizadas. Isto é, o trabalho de um químico exige substâncias puras que nunca poderão ser encontradas fora do laboratório, o que significa que “os quadros concetuais da Química não são os mais adequados para descreverem o mundo material real, ainda que sejam o melhor que temos ao nosso dispor para o fazer” (idem, p. 209).

Quais as implicações desta abordagem de natureza epistemológica, do ponto de vista do ensino da Química nas escolas?

Bates (idem) define a disciplina escolar da Química como “o estudo da composição e propriedades da matéria, bem como e porquê esta se encontra sujeita a alterações” (p. 208). De acordo com o mesmo autor, há três eixos curriculares fundamentais: (i) a composição atómica da matéria; (ii) a atração eletrostática que diz respeito à força que mantém a coesão dessa matéria e (iii) a mudança química, relacionada com a formação de novas substâncias. Para além destes eixos, importa valorizar, em termos heurísticos, a necessidade de se promover a investigação dos alunos, sabendo-se que os projetos de investigação nesta área se configuram em torno de dinâmicas heurísticas diferentes daquelas que se desenvolvem na Física. Neste âmbito, importa recordar que “os químicos sintetizam os objetos que estudam” (idem, p. 214), o que significa que há um vínculo entre a aprendizagem dos alunos e o desenvolvimento das suas competências como investigadores, ainda que se saiba que esta é uma proposta que contraria a tradição do ensino em Química, quando, em nome desta tradição, o trabalho dos professores se limita, sobretudo, à “transmissão de conceitos e princípios aos alunos sem os envolver no processo de investigação em Química, os quais poderiam contribuir para a apropriação desses mesmos conceitos e princípios” (ibidem).

Trata-se de um pressuposto pedagógico decisivo que deve ser objeto de propósitos estratégicos consequentes. Neste âmbito, Bates defende que os professores têm de discutir os termos em que devem ocorrer as observações e o estudo das reações químicas que os estudantes suscitam no trabalho que realizam no laboratório. Esta é uma condição necessária para se compreender como é que se articula o impacto do trabalho laboratorial com os quadros teóricos de referência que os modelam, de forma a afetar as aprendizagens que se deseja que os alunos realizem.

O triângulo de Johnstone (idem) é outro fator a ter em conta. Bates identifica-o a partir dos seus três vértices, os quais correspondem aos modos como os químicos abordam os seus objetos de estudo: (i) o nível macro (o que se vê, o que se toca e o que se cheira); (ii) o nível sub-micro (relativo às moléculas, iões e estruturas) e (iii) o nível representacional (símbolos, fórmulas, equações, gráficos, etc.) (idem). “O aluno entra na sala de aula de química preparado para se envolver no nível macro” (idem, p. 210), reconhece Bates, o que é congruente com os seus modos de percecionar e interpretar a realidade envolvente que foram sendo desenvolvidos nas suas vidas quotidianas. Nas aulas de Química, no entanto, terão de se confrontar com o desafio epistemológico que decorre do seu envolvimento com o nível sub-micro. Trata-se de um desafio complexo, tanto para alunos como para professores, que as práticas tradicionais de ensino em Química tendem a ignorar, no momento em que não valorizam o facto dos primeiros serem obrigados a transitar de uma relação operatório-concreta face à realidade (Piaget & Inhelder, 1992), configurada em função do primado das perceções sensoriais como modalidade dominante de apropriação do mundo envolvente, para uma relação operatório-formal que permite aos indivíduos raciocinar sobre proposições, condição necessária à génese e desenvolvimento do “pensamento hipotético-dedutivo ou formal” (idem, p. 118).

Podemos considerar que esta transição é das tarefas mais exigentes que um indivíduo tem de enfrentar, dado que pressupõe uma rutura epistemológica que os professores não só não podem ignorar, como, sobretudo, têm de suscitar e tentar apoiar. Bates (idem) utiliza a regra do octeto para exemplificar o que está em jogo. Explicando que através desta regra se defende que “os átomos ganham, perdem ou partilham eletrões para se promover uma configuração de eletrões próxima daquela que alicerça um gás nobre” (p. 212-213), Bates coloca-nos perante a necessidade de saber como é se aborda com os alunos este tipo de relações químicas. Citando Joki e Aksela, propõe que “mais do que evitar, desde logo, a regra do octeto, é preferível estimular a compreensão da mesma, através da utilização de diferentes modelos explicativos e ter cuidado para evitar as abordagens deterministas dos fenómenos” (idem, p. 213). Para além disso, Bates adverte para um outro equívoco didático: o de abordar as transformações químicas nos ciclos de escolaridade iniciais, enquanto nos restantes ciclos se limitam a prescrever os modelos que visam explicar essas transformações, dissociando, quer na primeira como na segunda situação, os dois tipos de exercícios entre si. Trata-se de um problema porque não se aproveita a oportunidade de através daquelas transformações se criar as condições para iniciar a abordagem da atração eletroestática entre os átomos como um tópico nuclear, capaz de explicar a dinâmica de tais transformações. Posteriormente, quando o investimento tem a ver com as explicações referentes às mesmas, tende-se a ignorar o trabalho anterior nos ciclos iniciais.

Este é um dos problemas do ensino da Química cuja ocorrência se explica pela dissociação que se estabelece entre o nível macro e o nível micro dos fenómenos químicos, entre as evidências dos mesmos e as explicações acerca destas evidências. Se é verdade que os professores poderão selecionar situações problemáticas que lhes permitam facilitar a sua ação pedagógica, é necessário não ficar refém das mesmas e de sequências didáticas invariantes que tais situações possam suscitar. Utilizar tais situações e sequências de uma forma flexível e contextualizada é o que se deseja que os professores façam, sabendo-se, no entanto, que uma tal possibilidade está sempre dependente da sua capacidade de refletir epistemologicamente tanto sobre os desafios que propõem como sobre a natureza da relação que os alunos possam manter com a disciplina de Química.

Referências bibliográficas

Bates, Gareth (2021). Chemistry. In Cuthbert, Alka S.; Standish, Alex (Ed.), What should schools teach? Disciplines, subjects and the pursuit of truth (202-217). London: UCL Press.

Piaget, Jean; & Inhelder, Bärbel (1993). A psicologia da criança. Porto: Edições ASA.