Que profissional, estudante ou professor de química nunca escutou de um conhecido, de um familiar, ou de alguém: “Química? Eu odeio química!” Qual o problema com química, uma das ciências fundamentais para entendermos o mundo que nos cerca? Será que é muito difícil de ser aprendida? Ou será que é difícil de ser ensinada?
Artigo extremamente interessante de pesquisadores alemães discute o problema do aprendizado e do ensino de química, principalmente do ponto de vista metodológico. Afinal, química não é um tema trivial. Quem não é químico tem muita dificuldade para compartilhar a beleza do entendimento dos processos químicos.
Um dos melhores programas de divulgação científica apresentados na televisão brasileira, o australiano “Mundo de Beakman” (apresentado na TV Cultura durante os anos 90), abordava assuntos de química com tanta leveza e simplicidade que, como professor de química achava tudo bonito demais. Mas… o aprendizado de química pode ser bem mais complexo do que quando vislumbrado de maneira pictórica. Afinal, conceitos formais como reatividade e estabilidade, relações estrutura X atividade, ressonância, mecanismos de reações são difíceis de serem apreendidos se não houver uma assimilação do conhecimento conceitual na sua essência.
Uma das principais dificuldades encontradas por professores é justamente de fornecer aos alunos de química elementos que permitam que estes tenham uma boa organização cognitiva do conhecimento. Ou seja, como podem melhorar a assimilação de idéias, desenvolvendo senso de lógica.
No que se refere especificamente à química orgânica, o ensino desta disciplina é muitas vezes fragmentado, separado em “grupos funcionais”, “tipos de reações”, “formação de determinados tipos de ligações”, sem que haja uma visão verdadeiramente integrada dos conceitos fundamentais que dão suporte às características e reatividade dos compostos orgânicos. Muitos livros texto são um claro reflexo da estrutura fragmentada de ensino da química orgânica.
Um dos principais problemas do aprendizado (e ensino) da química orgânica diz respeito ao volume de conteúdo programático, muitas vezes distribuído em 3 disciplinas teóricas e 2 disciplinas práticas. Todavia, meus colegas professores de química orgânica hão de concordar comigo: química orgânica é pura lógica. Uma grande diversidade de reações orgânicas pode ser explicada e entendida tendo por base princípios e conceitos muito simples. Porém, muitos alunos têm dificuldade em compreender tais princípios e conceitos lógicos. E, talvez, alguns professores tenham dificuldade em ensinar de forma a que os alunos consigam perceber a unidade conceitual por detrás dos compostos e reações orgânicas.
Os autores da revisão publicada na revista Chemical Society Reviews defendem o uso de princípios heurísticos para o ensino e o aprendizado de química orgânica, argumentando que os seres humanos utilizam a heurística de maneira totalmente intuitiva, quase inconscientemente. Desta forma, conseguem buscar informações, modificar representações de problemas e melhorar a tomada de decisões. Todavia, a heurística tem sido praticamente ignorada pela ciência, e nunca foi formalmente utilizada no ensino de química orgânica.
Partindo da premissa de Louis Pasteur, que “No campo da observação, o acaso favorece somente os espíritos preparados”, os autores apresentam razões pelas quais a heurística sempre esteve presente nas grandes descobertas, mesmo que de forma desconhecida. Sem que os químicos tenham consciência de como enfrentar desafios e realizar novas descobertas, em saber de onde vêm as boas idéias, e se é possível ser sistemático quando se trata de desenvolver criatividade e capacidade para ter “grandes sacadas”. Afinal, muitas descobertas foram feitas por acaso, sem um propósito deliberado. Como por exemplo no caso da estrutura do benzeno (Kekulé), ou dos éteres de corôa (Pedersen), ou ainda do Teflon (Plunkett). Tais descobertas se devem a dois fatores: serendipidade e conhecimento. Segundo os autores do review, o matemático Pólya descreveu o processo das descobertas da seguinte maneira: “a primeira regra para a inovação é ter intelecto e sorte. A segunda é esperar persistentemente até que surja uma boa idéia.”
A utilização do princípio heurístico pode ser exemplificado pelo ato de jogar bola com as mãos. Nenhuma pessoa irá resolver equações diferenciais que descrevem a trajetória da bola em função de sua velocidade para apanhar uma bola no ar. Basta acompanhar o movimento da bola com os olhos para prever, muitas vezes com boa precisão, quando e qual movimento é necessário para pegar a bola. Segundo os autores, a heurística predomina no processo de cognição humana.
Sendo derivada do grego “heuriskein”, que significa “encontrar e descobrir”, a palavra heurística é próxima da expressão “eureka”, utilizada por Arquimedes quando descobriu o princípio que leva seu nome. A heurística é uma estratégia psicológica que facilita a resolução de problemas, a organização do raciocínio através do estabelecimento de analogias utilizando experimentos, hipóteses, modelos, padrões e procedimentos de tentativa-e-êrro. O objetivo da forma heurística de conhecimento não é de se encontrar a verdade, e sim de enfrentar problemas apesar de uma possível falta de conhecimento. A abordagem heurística permite a tomada de decisões e a resolução de problemas de maneira rápida, com menos conhecimento e esforço.
A utilização da estratégia heurística necessita do desenvolvimento de uma estrutura cognitiva, e permite que professores ensinem aos alunos como pensar conceitualmente, não apenas a memorizar. Assim, a base teórica da heurística moderna faz uso de lógica, filosofia e psicologia. Segundo Lornz, heurística está diretamente ligada à pesquisa científica, uma vez que sua essência é o conhecimento de processos para a resolução de problemas, de encontrar provas ou refutações para fatos empíricos ou não empíricos. Ou seja, na abordagem heurística é mais importante entender porque determinadas teorias são verdadeiras do que propor novas teorias. Assim, a heurística pode ser considerada como estratégia eficiente de conhecimento que deixa de lado a arbitrariedade e leva à formulação de novos conceitos, mesmo que estes não sejam de validade universal.
No que se refere à química propriamente dita, uma abordagem heurística pode ser assim sumarizada:
1. No caso de dificuldade no entendimento de um determinado problema, deve-se tentar esquematizá-lo. A utilização de esquemas e desenhos em química são extremamente úteis.
2. Se não for possível encontrar uma solução, assuma que tal solução existe, e tente ir do fim para o início. Um exemplo: a utilização de esquemas de retrossíntese.
3. Se o problema é por demais abstrato, tente relacioná-lo a um problema concreto. Um exemplo disso são mecanismos de reações enzimáticas.
4. Tentar a resolução de problemas de caráter mais geral pode ajudar muito na resolução de problemas particulares.
Por exemplo, a dualidade onda-partícula em mecânica quântica é um conceito heurístico para a “resolução” do problema do comportamento do elétron, que se comporta ao mesmo tempo como onda e como partícula.
Os autores chamam a atenção para a estratégia de Pólya chamada de “Escrita Heurística da Ciência (SWH, Science Writing Heuristics), que busca utilizar a heurística para melhorar a eficiência dos alunos em trabalhos experimentais. O programa SWH leva os alunos a desenvolver capacidade de questionamento, negociação com entendimento conceitual, capacidade de escrita e reflexão, assumindo que vários conceitos e teorias de química são heurísticos, como a regra de Hückel, as regras de Woodward-Hofmann e a análise retrossintética de Corey. E aqui eu acrescentaria a utilização de lógica em determinação estrutural, fazendo uso de interpretação de dados espectroscópicos e, no passado, de experimentos de derivatização e degradação química.
Os autores apresentam um exemplo de aplicação da heurística no estudo de reações pericíclicas que não cabe neste contexto, mas que serve para ilustrar muito bem a importância de se ter um conhecimento integrado de vários aspectos estruturais, mecanísticos e princípios teóricos que regem estas reações.
Desta forma, a abordagem heurística é um método que ajuda na sistematização do entendimento de reações orgânicas fundamentais, além de facilitar novas descobertas e entendimento de processos pouco conhecidos. O principal ponto de sucesso na utilização da heurística é a capacidade de realizar conexões e associações entre dados, conceitos e princípios gerais. Apesar de não ser um método perfeito (e, segundo os autores, não tem a perfeição por objetivo), funciona particularmente bem. Principalmente no ensino de química.
Um artigo para ser lido.
Referência:
Graulich, N., Hopf, H., & Schreiner, P. (2010). Heuristic thinking makes a chemist smart Chemical Society Reviews DOI: 10.1039/b911536f
A Química da Vida 
Na verdade, na sua grande maioria, o tal conhecido ou familiar odeia a química pq odiaria qualquer disciplina em que, em função da riqueza de detalhes presentes, fosse necessário estudar com seriedade e dedicação.
Não sei se já percebeu, mas existem pessoas com um perfil que detesta interdependência de conceitos – a resolução de problemas por etapas. Se existirem vários conceitos a serem considerados, mesmo que simples, a pessoa já não quer nem saber. E sabemos que a Química é rica em detalhes, favorecendo o aluno que se predispõe a observar, se concentrar, refletir, questionar, tentar um caminho, tentar outro – uma somatória de requisitos, portanto.
Em termos de escola pública de segundo grau, falta a seriedade e dedicação que a Ciência requer e por isso, independente do método, a maioria não vai aprender quase nada mesmo.
Faço pedagogia, 4a série, e estou prestes a estagiar em escola pública de ensino médio, e no meu programa há matéria de quimica, eu não sei nem pra onde vai. Comentei isso com a gestora, que não dominava a matéria, pra não dizer que tinha pavor dela. Ela então me respondeu que era uma questão de adaptação. A partir dai comecei a pesquizar na internet, estou muito preocupada, pois não quero fingir que estou ensinando, tbm não quero desistir. Porém, quero ajudar os alunos com o pouco que eu possa e vou aprender. Me ajudem! help!