USANDO ANALOGIAS PARA LECIONAR SOBRE O ÁTOMO NAS AULAS DE QUIMICA GERAL NO ENSINO SUPERIOR

Arão, José; Leite, Laurinda; Nhalevilo, Emília

doi:10.21577/0100-4042.20170845

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Sumário

Educação • Quim. Nova 45 (03) • 2022 • https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170845 copiar

USANDO ANALOGIAS PARA LECIONAR SOBRE O ÁTOMO NAS AULAS DE QUIMICA GERAL NO ENSINO SUPERIOR

USING ANALOGIES TO TEACH ABOUT THE ATOM IN HIGHER EDUCATION GENERAL CHEMISTRY CLASSES

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Chemistry deals with concepts associated with non-observable entities. Using analogies may facilitate the learning of such concepts, including the atom. In this study, we investigated the analogies that two chemistry teachers used when teaching about the atom at two Mozambican universities. These analogies were characterized and the reasons that led teachers to use analogies were analyzed. Teachers were observed when teaching about the atom and they were interviewed afterwards. Both teachers used different amounts of analogies, which focused on the Thomson and the Rutherford models. Almost all the analogies, that were created and used spontaneously, showed a lack of internal consistency, which may reduce their didactical value and even make them inducing incorrect ideas in the students. Teachers stated that they would start planning the use of analogies in their classes. If they are to do this properly, they need training that integrates two components: analogies and chemistry.

Keywords:
analogies; atom; atomic structure; initial teacher education; Mozambique

Analogia	Conteúdo a lecionar	Pontos fortes da analogia	Pontos fracos da analogia
8-Extremidade de uma corda que um homem faz girar em torno de si, com um raio fixo /movimento dos eletrões em torno do núcleo, num dado nível de energia	Movimento dos eletrões em níveis energéticos bem definidos	Relaciona: - um homem com o núcleo - extremidade livre da corda com eletrão - movimento circular da extremidade livre da corda com movimento de um eletrão em um dado nível de energia	- Os estudantes podem pensar que, da mesma forma que o homem para de girar a corda, quando se cansa, e esta cai, os eletrões podem parar de girar em volta do núcleo e cair sobre ele, o que não acontece - A extremidade da corda está materialmente ligada ao homem, mas os eletrões não estão materialmente ligados ao núcleo - A extremidade da corda move-se num plano e os eletrões de um dado nível energético movem-se no espaço, numa espécie de coroa circular - A extremidade da corda está a uma distância fixa do homem, mas os eletrões de um dado nível energético movimentam-se a diferentes distâncias do núcleo, que apenas em média são fixas
10-Pessoa que, por ficar nervosa, foge da sua casa e vai para a casa da mãe, e que regressa sua casa depois de baixar os nervos /excitação e passagem do eletrão para nível mais energético e posterior desexcitação e regresso ao estado fundamental	Consequências da absorção e da posterior libertação de energia por um eletrão	Relaciona: - pessoa com eletrão - pessoa nervosa com eletrão excitado - casa da pessoa com nível energético correspondente ao estado fundamental - casa da mãe com nível energético correspondente a estado excitado - nervos levam a pessoa a ir para casa da mãe, assim como um quantum de energia causa a subida de nível energético do eletrão - o acalmar da pessoa e o seu regresso a casa, com a desexcitação e o regresso do eletrão ao estado fundamental	Os estudantes podem pensar que: - da mesma forma que a casa tem existência material, real, as orbitais têm uma existência real - da mesma forma que a pessoa poderia parar algures entre a sua casa e a casa da mãe, o eletrão poderia ficar algures entre os dois níveis energéticos Enquanto que se infere o que se passa em casa da mãe, não de sabe o que se passa no estado excitado
12-Companheiro de viagem que sai de lugar inseguro /eletrão que sai do estado excitado	Estado excitado do eletrão	Relaciona: - companheiro de viagem (uma pessoa) com eletrão - lugar inseguro com estado em que o eletrão se encontra quando excitado - casa onde o companheiro da viagem se refugia com orbital onde o eletrão está no estado fundamental	- Os estudantes podem pensar que, tal como o lugar inseguro tem existência real, as orbitais têm uma existência real - O companheiro tem vontade e sentimentos próprios e o eletrão não tem
15-Comportamento inconstante de menina possuída por espírito quando entra na igreja universal/ emissão descontinua de energia pelo átomo	Quantificação da energia no átomo	Relaciona: - menina possuída por espírito mau com átomo - espírito com eletrão - entrada na igreja universal com excitação do eletrão - comportamento inconstante da menina possuída por espírito mau, com emissão descontínua de energia pelo átomo	- Os estudantes não entendem a relação entre a igreja universal e o comportamento inconstante da menina com espírito mau - O comportamento da menina com espírito mau depende do espírito mau
17-Dar pontapé ao estudante/ fornecer um quantum de energia ao eletrão	Efeitos do fornecimento de um quantum de energia ao eletrão	Relaciona: - estudante com eletrão - pessoa que dá pontapé com fonte de energia - pontapé com fornecimento de um quantum de energia ao átomo	- Nem sempre um pontapé eleva a pessoa, contrariamente ao que como acontece com o eletrão que recebe um quantum de energia; - Os estudantes podem imaginar que o quantum, tal como o pontapé, é coisa material

Analogia	Conteúdo a lecionar	Pontos fortes da analogia	Pontos fracos da analogia
11-Regresso do hipopótamo ao rio/ regresso do eletrão ao estado fundamental	Emissão de energia por eletrão que regressa ao estado fundamental	Relaciona: - rio com orbital correspondente ao estado fundamental do eletrão - hipopótamo com eletrão - regresso do hipopótamo ao rio com o regresso do eletrão ao estado fundamental	-Nem todos estudantes conhecem a relação do hipopótamo com o rio - O hipopótamo tem vontade própria e necessidades fisiológicas e o eletrão não tem
16-Movimento errático de fantasma/ localização do eletrão na orbital	Localização do eletrão na orbital	Relaciona: - fantasma com eletrão - movimento do fantasma com movimento do eletrão - localização de um fantasma em um dado espaço real com localização do eletrão numa orbital	- Nem todos estudantes conhecem como se movimenta um fantasma - Alguns estudantes podem atribuir aos eletrões caraterísticas humanas ou outras, consoante o fantasma

Analogia	Conteúdo a lecionar	Pontos fortes da analogia	Pontos fracos da analogia
4-Sistema planetário/ Átomo segundo Rutherford	Modelo atómico segundo Rutherford	Relaciona: - o sistema planetário com o átomo - o sol com o núcleo do átomo - os planetas que giram em volta do sol com os eletrões que giram em volta do núcleo	Os estudantes podem pensar que: - da mesma forma que o sol tem temperaturas elevadas, o núcleo do átomo pode ter temperaturas elevadas - os eletrões têm trajetórias fixas
13-Planeta terra girando em torno do sol/eletrão girando em volta do núcleo	Movimento dos eletrões	Relaciona: - planeta terra com eletrão - movimento da terra em torno do sol com movimento de um eletrão em volta do núcleo	Os estudantes podem inferir que: - dado que o sol tem temperatura elevada, o núcleo do átomo tem temperatura elevada - tal como os planetas, os eletrões têm trajetórias fixas
14-Saída de um asteroide da sua órbita/saída do eletrão do átomo de hidrogénio	Formação do ião de hidrogénio	Relaciona: - asteroide com o eletrão de um átomo de hidrogénio - órbita do asteroide com órbita do eletrão - saída do asteroide da sua órbita com saída do eletrão do átomo de hidrogénio	Os estudantes podem não conhecer: - asteroides, por não fazerem parte do seu dia a dia - não saber como os asteroides se movimentam

Analogia	Conteúdo a lecionar	Pontos fortes da analogia	Pontos fracos da analogia
1-Diferentes frutos/átomos de diferentes elementos	Átomos de diferentes elementos químicos	Relaciona: - abacaxi com átomo do elemento A - limão com átomo do elemento B - diferenças entre o sabor do abacaxi e do limão com diferenças entre átomos de elementos diferentes	- O professor explicitou uma caraterística que diferencia os frutos, mas não explicita aspetos que diferenciam os átomos - Os estudantes podem pensar que, tal como o abacaxi e o limão, átomos de diferentes elementos: - têm sabores diferentes - têm superfície externas irregulares e diferentes
3-Pudim de passas/ Átomo segundo Thomson	Modelo atómico segundo Thomson	Relaciona: - pudim de passas com átomo - passas com eletrões - massa do pudim com massa do átomo	- O pudim de passas não faz parte da realidade do estudante. - As passas estão em repouso enquanto que os eletrões estariam em movimento

Analogia	Conteúdo a lecionar	Pontos fortes da analogia	Pontos fracos da analogia
2-Esfera maciça/átomo segundo Dalton	Átomo segundo Dalton	Relaciona: - uma esfera maciça com um átomo	- Os estudantes podem pensar que o átomo é compacto e rígido como a esfera maciça
5- Perda de velocidade de um pêndulo /Perda de energia de um eletrão	Perda de energia faz com que o eletrão caia no núcleo	Relaciona: - pêndulo com eletrão - movimento do pêndulo com movimento do eletrão em torno do núcleo - perda de velocidade do pêndulo com perda de energia do eletrão	O professor não explicita de que pêndulo se trata pelo que os alunos podem pensar: - que se refere a um pêndulo simples (movimento de vai e vem) - que o movimento dos eletrões não é circular, em volta do núcleo
6-Bola que desce rampa e que desce escadas/ Emissão contínua e descontínua de energia pelo eletrão	Emissão de energia por eletrão que se move entre o estado excitado e o estado fundamental	Relaciona: - uma bola com um eletrão - bola a rolar em rampa, com perda contínua de energia pelo eletrão - queda da bola pelas escadas com descida de nível energético por parte do eletrão	Os estudantes podem imaginar que o nível energético de um átomo tem uma existência real, como as rampas e as escadas
7-Duas bolas de bilhar (bola verde e bola amarela) /fotão de raios-x e eletrão	Interação do fotão de raios-x com o eletrão	Relaciona: - bola de bilhar verde com o fotão de raios-x - bola de bilhar amarela com o eletrão - choque entre as duas bolas de bilhar com choque entre fotão de raios-x e o eletrão	- As bolas de bilhar têm o mesmo tamanho, o que não acontece com fotão de raios-X e o eletrão - As bolas de bilhar têm massa e forma bem definida, o que não acontece com o fotão do raios-x - Os estudantes podem pensar que o fotão de raios-x e o eletrão têm diferentes cores, como acontece com as bolas de bilhar
9-Movimento das extremidades das pás de uma ventoinha em torno do centro/movimento de eletrão em torno do núcleo	Movimento dos eletrões em níveis energéticos bem definidos	Relaciona: - centro da pá da ventoinha com o núcleo do átomo - pás da ventoinha com eletrões - movimento das extremidades das pás com movimento dos eletrões num dado nível energético - constância do raio da ventoinha em movimento com constância da distância de um eletrão, em movimento num dado nível energético, ao núcleo	- A distância da extremidade da pá da ventoinha ao seu centro é única, mas no átomo há níveis de energia a diferentes distâncias do núcleo - A extremidade da pá da ventoinha está materialmente ligada ao centro, mas os eletrões não estão materialmente ligados ao núcleo

Domínio análogo	Correspondência	Domínio alvo
Pessoa		Eletrão
Casa da pessoa		Nível energético relativo ao estado fundamental
Casa da mãe da pessoa		Nível energético relativo a estado excitado
Pessoa nervosa		Eletrão excitado
Nervos que levam a pessoa a ir para casa da mãe		Um quantum de energia que causa a subida de nível do eletrão
Acalmamento da pessoa e seu regresso a casa		Desexcitação e regresso do eletrão ao estado fundamental

Analogia	Conteúdo a lecionar	Pontos fortes da analogia	Pontos fracos da analogia
1-Transição forçada de ano/ transição do eletrão para nível energético mais alto	Terceiro postulado de Bohr	Relaciona: - mudança indevida do estudante para ano curricular seguinte com a mudança do eletrão para nível energético mais alto - efeito sobre a mudança do ano escolar de um estudante com efeito de energia fornecida ao eletrão para saltar para nível energético mais alto	- A passagem indevida para um ano seguinte nem sempre se deve a um agente externo (como a agitação dos outros estudantes), podendo dever-se ao facto de o próprio estudante não acatar as recomendações da Universidade para respeitar uma dada sequência
2-Pudim de passas/Átomo segundo Thomson)	Modelo atómico segundo Thomson	Relaciona: - passas com eletrões - massa do pudim com massa do átomo	- O pudim de passas não faz parte da vida do estudante - As passas estão em repouso enquanto que os eletrões estariam em movimento
3-Variação da força do aperto de mão entre duas pessoas com a distância entre elas /variação da atração entre núcleo e eletrões com a distância ao mesmo	Efeito de blindagem do núcleo pelas camadas eletrónicas interiores	Relaciona: - uma das pessoas com o núcleo - uma pessoa com um eletrão - força com que as duas pessoas próximas apertam a mão com força com que o núcleo atrai os eletrões próximos dele - força com que de duas pessoas distantes apertam a mão com força com que o núcleo atrai os eletrões distantes dele	- Os estudantes podem pensar que, tal como acontece com as pessoas, o núcleo e os eletrões possuem mão - Enquanto que entre núcleo e eletrões distantes há outros eletrões, entre duas pessoas distantes não há outras pessoas
4-Embriagar para retirar dinheiro/ fornecer energia para retirar eletrão	Energia de ionização dos átomos dos diversos elementos químicos	Relaciona: - mulher que fornece álcool a um homem com fonte que fornece energia a um eletrão - um homem com um eletrão - embriagar um homem com fornecer energia a um eletrão - a extração de um eletrão do átomo com a retirada de dinheiro do ATM	Os estudantes podem imaginar que: - como o homem bebe álcool, os átomos “bebem” energia - a energia, tal como o álcool, é algo material - a energia entra no átomo tal como o álcool entra no homem
5-Força do homem em relações sexuais consecutivas / energia de sucessivas ionizações	Energia de ionização da 1ª, 2ª e 3ª ordem	Relaciona: - força do homem com valor da energia de ionização - força do homem na 1ª, 2ª e 3ª relação sexual com energia de ionização de 1ª, 2ª e 3ª ordem - variação da força do homem em relações consecutivas com variação da energia de ionizações consecutivas	- Não explicita o modo como varia a energia de ionização da ordem 1 até à ordem 3. - A força do homem vai diminuindo (segundo o professor) enquanto que a energia de ionização vai aumentando, da 1ª para a 3ª ordem

Domínio análogo	Correspondência	Domínio alvo
Estudante		Eletrão
Efeito dos colegas sobre a mudança do ano escolar de um estudante		Efeito de energia fornecida ao eletrão para saltar para nível energético mais alto
Mudança indevida do estudante para ano curricular seguinte		Mudança do eletrão para o nível energético mais alto
Devolução do estudante ao ano anterior		Regresso do eletrão ao estado fundamental

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