E submicro repensar o macro pode auxiliar a compreender



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X CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN 

EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS

SEVILLA 


5-8 de septiembre de 2017

ISSN (DIGITAL): 2174-6486

DIFICULDADES NA TRANSIÇÃO 

ENTRE OS NÍVEIS SIMBÓLICO  

E SUBMICRO - REPENSAR O MACRO 

PODE AUXILIAR A COMPREENDER 

REAÇÕES QUÍMICAS?

Solange Wagner Locatelli



Universidade Federal do ABC

Agnaldo Arroio 



Universidade de São Paulo

RESUMO: Compreender a química nos três níveis representacionais tem sido apontado como im-

portante no ensino de química. Este trabalho procurou investigar se repensar o nível macro pode 

contribuir para uma melhor compreensão dos níveis simbólico e submicro, auxiliando na transição 

entre eles. Para isso, foram investigados 32 alunos, que participaram de uma sequência de ensino-

aprendizagem sobre conceitos iniciais de eletroquímica, estudando duas reações químicas. Foi feito 

registro audiovisual e os as anotações dos alunos foram recolhidas para análise. Os resultados indicam 

que repensar o macro pode auxiliar na proposição de modelos explicativos nos níveis simbólico e sub-

micro mais coerentes, entretanto o estudo aponta para outros fatores envolvidos, como por exemplo, a 

representação de partículas, o tempo e o conhecimento químico prévio dos estudantes. 

PALAVRAS-CHAVE: eletroquímica, ensino de química, metacognição, níveis representacionais.

OBJETIVOS: O presente estudo focaliza uma investigação acerca de modelos propostos por estudan-

tes de ensino médio, ao estudarem conceitos iniciais de eletroquímica, com relação aos níveis represen-

tacionais. O objetivo desse artigo é investigar se: repensar sobre o nível representacional macro pode 

auxiliar o aluno a transitar entre os níveis simbólico e submicro?

MARCO TEÓRICO

Para uma melhor compreensão da química, considera-se necessário que o aluno transite em três níveis re-

presentacionais (macroscópico, submicroscópico e representacional) (Johnstone, 1993), sendo o representa-

cional também denominado de simbólico (Gilbert e Treagust, 2009). Transitar por esses três níveis tem sido 

assinalado por diversos autores como sendo uma difícil tarefa requerida aos alunos (Chittleborough e Trea-

gust, 2008; Gilbert, 2008; Talanquer, 2011; Tsaparlis, 2009). Como existem muitas nomenclaturas acerca da 

representação triplete, aqui considerou-se a sugestão dada por Gilbert e Treagust (2009) em que esses níveis 

representacionais foram designados por: macro, submicro e simbólico (representação triplete), figura 1:



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Fig. 1. Os níveis representacionais 

– representação triplete

A representação macro pode ser aquela adquirida pelos sentidos ou suas extensões (Gilbert e Trea-

gust, 2009; Raupp, Serrano e Moreira, 2009). É o fenomenológico, consistindo das propriedades 

empíricas e perceptíveis com relação aos sólidos, líquidos e gases, podendo ser medidas (Gilbert e Trea-

gust, 2009). De acordo com Treagust, Chittleborough e Mamiala (2003), o nível macro refere-se aos 

fenômenos observáveis do dia a dia, como mudança na coloração e aparecimento ou desaparecimento 

de substâncias, por exemplo. 

Nesse presente trabalho, isso é especificamente importante, já que foram pesquisadas duas reações 

eletroquímicas com aspectos macroscópicos facilmente visíveis. A primeira, entre ferro sólido e solução 

aquosa de sulfato de cobre II, pode-se observar o aspecto da cor do cobre formado por cima da palha de 

aço. Já no segundo experimento, entre o ferro sólido e solução aquosa de ácido sulfúrico, os alunos pude-

ram observar o surgimento de bolhas, devido à formação do gás hidrogênio. Então, a formação de cobre 

metálico (aparecimento de uma cor vermelho-tijolo) e a de gás hidrogênio (desprendimento de bolhas), 

são ambos aspectos do macro envolvidos na atividade realizada pelos alunos nessa investigação. 

Quanto ao nível submicro, é utilizado para explicar qualitativamente o fenômeno, envolvendo 

partículas, átomos, moléculas, íons, etc. (Gilbert e Treagust, 2009). Esse tipo de representação facilita 

a aprendizagem e também ajuda a predizer sobre um fenômeno macroscópico (Al-Balushi, 2013). 

Entretanto esse entendimento parece não ser espontâneo para os alunos e eles precisam ser encorajados 

para conseguir, já que isso não é um hábito natural para eles. Em seu estudo sobre a representação 

submicro, Al-Balushi (2013) atribui que a baixa compreensão observada no seu estudo, deve-se a fraca 

habilidade que os alunos têm de transitar do macro para o submicro e também de transferir esse en-

tendimento para compreender outro fenômeno. Com relação à representação simbólica, a mesma traz 

uma explicação quantitativa do fenômeno, com símbolos que representam as reações entre os átomos, 

íons ou moléculas, ou ainda, equações químicas balanceadas que representam as reações químicas 

ocorridas (Gilbert e Treagust, 2009).



METODOLOGIA

Trinta e dois alunos, de uma escola particular do Brazil, participaram voluntariamente do estudo, ida-

des entre 16 e 17 anos, realizando uma sequência de ensino-aprendizagem durante 100 minutos em 

sala de aula. Os alunos formaram duplas de estudo, totalizando 16 grupos. O objetivo era o estudo de 

conceitos iniciais em eletroquímica, focalizando a compreensão em duas reações químicas: entre ferro 

sólido e solução aquosa de sulfato de cobre II (experimento 1) e entre ferro sólido e solução aquosa 

de ácido sulfúrico (experimento 2). Os alunos estavam cursando o último ano do ensino médio e já 

tinham estudado sobre reações químicas, balanceamento de equações, mas ainda estavam iniciando 

os estudos sobre processos de óxido-redução. Para possibilitar o exercício metacognitivo, que consiste 

basicamente em repensar as ideias, primeiramente eles propuseram um modelo explicativo para as 

reações químicas observadas, no nível simbólico e submicro referente ao experimento 1. Um modelo 


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cientificamente correto foi exposto a eles pela pesquisadora, visando a comparação, em que eles preci-

savam procurar por semelhanças e diferenças entre o desenho proposto por eles e o apresentado (etapa 

metacognitiva - repensando as ideias). Na sequência, a mesma proposta foi feita para o experimento 2, 

constituindo a proposta da sequência de ensino-aprendizagem representada na figura 2.

Fig. 2. Sequência de ensino-aprendizagem

Para a coleta de dados, houve a utilização de registro audiovisual dos alunos realizando a sequên-

cia de ensino-aprendizagem. O foco deste trabalho foi observar se os alunos iriam recorrer ou não ao 

fenômeno visto anteriormente - macro (observação das reações químicas entre o ferro e os cátions 

respectivos). As falas foram transcritas e os desenhos e registros recolhidos para posterior análise.

RESULTADOS

Primeiramente, os dezesseis grupos foram classificados quanto à manifestação de indícios de terem 

conseguido fazer a transição entre os níveis simbólico e submicro, de acordo com critérios adotados no 

estudo. Os resultados estão expressos na tabela 1:

Tabela 1.  

Classificação dos grupos



Não transição

Transição parcial

Transição

Número de grupos

6

6

4



Pode-se observar que dos 16 grupos, 6 deles (classificados como de não transição) não conseguiu 

mostrar indícios de transitar entre os níveis simbólico e submicro, 6 deles (transição parcial) conse-

guiram representar alguns aspectos do submicro e finalmente os últimos 4 (transição) representaram 

corretamente o submicro.

Quanto a manifestar indício de repensar o macro para reconstrução de ideias, temos a seguinte 

distribuição dentro de cada grupo, com relação aos experimentos 1 e 2, figura 3:



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Fig. 3. Porcentagem de alunos que manifestaram indício 

de repensar sobre o macro.

Analisando o gráfico de uma forma geral, os alunos parecem melhorar conforme manifestam indí-

cios de repensar no macro, sendo que todos (100%) que reconstruíram, ao menos em parte suas ideias 

(transição parcial e transição), mostraram essa relação com o macro no experimento 2, em que havia a 

liberação de bolhas, pois eles conseguiram repensar sobre o experimento visto no início da atividade, 

conforme pode ser exemplificado pela fala de dois deles do grupo de transição, no momento em que 

estavam propondo a equação da reação química entre ferro sólido e solução aquosa de ácido sulfúrico:

Aluno 1:  Então aqui tem que ficar 2H

+

... tem que ficar Fe



2+

 mais o hidrogênio nos produtos (es-

creve H

2

)....só que eu acho que...é porque o hidrogênio... eu acho que o gás...éeee! O 



hidrogênio é H

2

, porque foi o gás que saiu, que foi hidrogênio.



Aluno 2:  Ô...nossa...

Apenas 33% dos alunos do grupo de não transição demonstrou se conectar ao macro, visto no 

início da sequência, e ainda apresentaram muitas outras dificuldades durante a atividade, sobretudo 

com relação às representações das partículas. Segundo Taber (2009) os alunos podem ter dificuldade 

em compreender os conceitos que os símbolos carregam. Isso pode ser exemplificado nas falas abaixo, 

no momento em que estavam tentando propor uma equação para a reação química entre ferro sólido 

e solução aquosa de sulfato de cobre II:

Aluno 3: Eu acho que todo ferro tem que vir em dupla, assim. Não tem? Que tem, tipo, dois 

ferros.

Aluno 4: F



2

?

Aluno 3: Fe



2

.

Aluno 4: Sim.



Aluno 3: Eu acho...tá, vamos deixar assim.

Esses grupos de não transição apresentaram dificuldade em relacionar os três níveis, não demons-

trando repensar o macro na reconstrução de ideias, o que pode ter sido um fator desfavorável a eles, 

o que segundo Cheng e Gilbert (2009) pode fazer com que eles não consigam aprender química 

significativamente. Por outro lado, uma das duplas desse grupo conseguiu manifestar indícios de re-

pensar o macro em ambos os experimentos, mas parece que o tempo foi um fator desfavorável a esse 

grupo, pois eles demoravam muito tempo nas discussões, o que indica que os tempos de aprendizagem 

podem ser diferentes. Outro ponto importante a ser assinalado é a melhora no desempenho entre os 

experimentos, pois considerar a oportunidade de reconstrução de ideias é muito importante no pro-


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cesso de aprendizagem (Locatelli e Arroio, 2015), que é uma etapa metacognitiva, em que eles podem 

ter a possibilidade de autorregular suas ideias, considerando outros aspectos que foram despercebidos 

anteriormente. Locatelli e Arroio (2014) pontuam também que, às vezes, os alunos não avançam por 

falta de conhecimento químico, não conseguindo perceber o erro. Assim, o processo é complexo e 

multifatorial, sendo que, mesmo manifestando o repensar do macro, outros fatores estão envolvidos 

no processo, sendo o principal deles a própria dificuldade de compreensão do nível submicro, já que 

100% dos alunos de transição parcial conseguiram se reconectar com o macro, mas não conseguiram 

se aprofundar na compreensão do submicro, que é mais abstrato para eles, razão pela qual ficaram na 

classificação transição parcial. Taber (2009) diz que a simbologia química é complexa e a demanda 

cognitiva para compreender também. Gilbert (2008) afirma ainda que transitar nos níveis representa-

cionais constitui-se de um grande desafio aos alunos. 

CONCLUSÕES

Retomando a questão investigativa desse estudo: repensar sobre o nível representacional macro pode 

auxiliar o aluno a transitar entre os níveis simbólico e submicro? A conclusão é que repensar sobre o 

nível macro pode auxiliar na transição entre esses níveis, sendo a etapa metacognitiva importante por 

possibilitar aos alunos reconstruírem suas ideias e repensarem o nível macro, já que 100% dos que 

fizeram isso no experimento 2 tiveram mais êxito. Há uma implicação direta para o ensino de química 

quanto às conexões entre os diferentes níveis representacionais, pois parece que quanto mais ele conse-

gue estabelecer essas relações, tanto melhor é seu aprendizado, possibilitando transitar entre os níveis.  

Entretanto, o processo é multifatorial já que envolve muitos outros aspectos, como por exemplo, 

a representação das partículas, o tempo destinado para a realização da atividade, já que alguns alunos 

demoram mais para aprender do que outros e ainda a falta ou não de conhecimento químico, entre 

outros, ou seja, outros fatores também devem ser considerados pelo professor. 

AGRADECIMENTOS

Aos trinta e dois alunos do ensino médio que participaram desse estudo e à escola em que estudavam 

na época da pesquisa que possibilitou a realização da pesquisa.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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