Modelos didáticos de oxirredução: uma investigação em livros didáticos de química

Didactic Models of Redox Reactions: An Investigation in Chemistry Textbooks

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Resumen (pt)

O conteúdo de oxirredução envolve reações biológicas e com metais, fundamentais para a sociedade contemporânea. Devido a isso, os documentos curriculares brasileiros têm definido competências e habilidades associadas ao conteúdo a serem desenvolvidas na educação básica. Além disso, a literatura sobre o ensino da oxirredução explica que existem quatro modelos didáticos que podem ser utilizados na definição e abordagem do conteúdo, o modelo de oxigênio, de hidrogênio, de transferência eletrônica e o modelo de número de oxidação. No entanto, alternar entre modelos sem fornecer uma justificativa pode levar à confusão conceitual e ao desenvolvimento de concepções alternativas. De acordo com esse contexto, realizou-se uma análise de texto qualitativa temática em livros didáticos de ciências da natureza do objeto II do Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) 2021, buscando identificar quais modelos redox são utilizados na apresentação do conteúdo. A análise revelou que o modelo de transferência de elétrons é o mais presente, muitas vezes sobrepondo-se ao modelo de número de oxidação, embora alguns autores apontem a inconsistência dessa sobreposição. O modelo de número de oxidação não é utilizado para descrever uma reação redox, embora seja o mais empregado no balanceamento das reações redox. Além disso, discute-se o modelo de número de oxidação como o mais adequado para o ensino das reações redox, embora essa relação não seja estabelecida nos livros didáticos analisados. Portanto, concluiu-se sobre a influência do uso desses modelos nas dificuldades dos alunos, bem como sobre a necessidade de se estabelecer limites e justificativas para a utilização dos modelos e o uso do modelo de número de oxidação no ensino dessas reações.

Resumen (en)

The content of redox reactions involves biological and metal-related reactions, which are fundamental for contemporary society. Due to this, Brazilian curriculum documents have defined competencies and skills associated with this content to be developed in basic education. Additionally, literature on redox teaching explains that there are four didactic models that can be used in defining and approaching the content: the oxygen model, the hydrogen model, the electron transfer model, and the oxidation number model. However, switching between these models without providing a justification can led to conceptual confusion and the development of alternative conceptions. In this context, a qualitative thematic text analysis was conducted on natural science textbooks from the National Textbook Program (PNLD) 2021 Object II, aiming to identify which redox models are used in content presentation. The analysis revealed that the electron transfer model is the most prevalent, often overshadowing the oxidation number model, although some authors point out the inconsistency of this overlap. The oxidation number model is not used to describe a redox reaction, although it is the most employed method for balancing redox reactions. Furthermore, the oxidation number model is discussed as the most suitable for teaching redox reactions, although this relationship is not established in the analyzed textbooks. Therefore, it was concluded that the use of these models may influence students' difficulties, highlighting the need to establish limits and justifications for the use of these models and the utilization of the oxidation number model in teaching these reactions.

Resumen (es)

El contenido de las reacciones redox implica reacciones biológicas y con metales, fundamentales para la sociedad contemporánea. Debido a esto, los documentos curriculares brasileños han definido competencias y habilidades asociadas a este contenido que deben desarrollarse en la educación básica. Además, la literatura sobre la enseñanza de las reacciones redox explica que existen cuatro modelos didácticos que se pueden utilizar en la definición y aproximación al contenido: el modelo de oxígeno, el modelo de hidrógeno, el modelo de transferencia electrónica y el modelo de número de oxidación. Sin embargo, alternar entre estos modelos sin proporcionar una justificación puede llevar a la confusión conceptual y al desarrollo de concepciones alternativas. En este contexto, se realizó un análisis cualitativo temático de texto en libros de texto de ciencias naturales del Objeto II del Programa Nacional de Libros de Texto (PNLD) 2021, buscando identificar qué modelos redox se utilizan en la presentación del contenido. El análisis reveló que el modelo de transferencia electrónica es el más frecuente, a menudo superponiéndose al modelo de número de oxidación, aunque algunos autores señalan la inconsistencia de esta superposición. El modelo de número de oxidación no se utiliza para describir una reacción redox, aunque es el método más comúnmente empleado para equilibrar reacciones redox. Además, se discute el modelo de número de oxidación como el más adecuado para enseñar las reacciones redox, aunque esta relación no se establece en los libros de texto analizados. Por lo tanto, se concluyó que el uso de estos modelos puede influir en las dificultades de los estudiantes, destacando la necesidad de establecer límites y justificaciones para el uso de estos modelos y la utilización del modelo de número de oxidación en la enseñanza de estas reacciones.