REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10938443
Thaísa Alves Guimarães1
Orientador: Prof. Wilson Montalvão Lopes2
Colaborador: Prof. Dr. Heron Walmor Santos Cruz3
RESUMO
A Bioquímica é, muitas vezes, encarada no Ensino Médio como um desafio devido aos seus processos ao nível molecular e à distância entre os conceitos teóricos e a aplicação prática. Essa lacuna ressalta a necessidade de uma abordagem educacional que integre teoria e prática. Enquanto as aulas tradicionais podem oferecer uma compreensão superficial dos conceitos, a incorporação de atividades práticas permite uma aprendizagem mais significativa, contextualizada e motivadora, facilitando assim a assimilação e a retenção do conhecimento. Diante disso, este estudo tem como objetivo relatar as aulas práticas desenvolvidas no Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG) – campus Januária. Foram conduzidas duas práticas experimentais sobre carboidratos e proteínas, sendo “Identificação de amido nos alimentos” e “Desnaturação de proteínas”. Apesar dos desafios enfrentados pelos educadores, a criatividade e a adaptação são essenciais para proporcionar uma educação de qualidade, que esteja alinhada às necessidades e realidades dos estudantes. Em suma, ficou evidente através das aulas práticas ministradas que a integração de diferentes metodologias, especificamente aulas práticas, é essencial para tornar o ensino de disciplinas complexas, como a bioquímica, mais significativa e interessante para os discentes.
Palavras-chave: Ensino-aprendizagem. Aula experimental. Aprendizagem significativa. Residência pedagógica. Biologia.
ABSTRACT
Biochemistry is often seen as a challenge in high school due to its molecular processes and the distance between theoretical concepts and practical application. This gap highlights the need for an educational approach that integrates theory and practice. While traditional classes can offer a superficial understanding of concepts, the incorporation of practical activities allows for more meaningful, contextualized and motivating learning, thus facilitating the assimilation and retention of knowledge. With this in mind, this study aims to report on the practical classes developed at the Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG) – campus Januária. Two experiments were carried out on carbohydrates and proteins: “Identifying starch in food” and “Protein denaturation”. Despite the challenges faced by educators, creativity and adaptation are essential to providing quality education that is aligned with the needs and realities of the students. In short, it was clear from the practical lessons that the integration of different methodologies, specifically practical lessons, is essential to making the teaching of complex subjects such as biochemistry more meaningful and interesting for students.
Keywords: Teaching-Learning. Experimental classroom. Meaningful learning. Pedagogical residency. Biology.
1. INTRODUÇÃO
A bioquímica é um campo científico voltado para a investigação dos processos químicos presentes nos organismos vivos, centrando-se na análise da estrutura e função de elementos celulares fundamentais, tais como proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucleicos. Sua origem remonta ao século XX, e desde então tem sido reconhecida como uma disciplina essencial, capaz de compreender e intervir nos mecanismos moleculares que regulam a vida, estabelecida como um pilar da ciência moderna (Ferri, 2013).
Consequentemente, a compreensão dessa área da ciência é crucial para entender os fenômenos biológicos. No entanto, no Ensino Médio, a Bioquímica costuma ser vista como desafio pelos alunos, destacando a dificuldade em distinguir compostos inorgânicos de compostos orgânicos e perceber a aplicabilidade desses processos vitais (Milanez, 2022).
A compreensão dos princípios de bioquímica pode ser um desafio, uma vez que requer que os alunos e professores integrem noções abstratas de química e biologia. A complexidade do conteúdo está relacionada à presença de processos moleculares, o que torna difícil a representação apenas com recursos convencionais, como quadro negro e retroprojetor (Machado et al., 2004).
Diante disso, surge a necessidade de uma abordagem que transcenda a mera exposição teórica. Sendo assim, a aprendizagem de Biologia deve ir além de uma lista de tópicos, visando promover uma visão de mundo, habilidades práticas e instrumentais (Brasil, 1999).
Uma pesquisa com estudantes do ensino médio revelou uma tendência de currículos tradicionalistas em muitos sistemas educacionais, incluindo o Brasil. Existe um movimento em direção à melhoria desse modelo de educação. Na ciência, a incorporação de métodos educacionais e o uso de novos recursos pedagógicos, como aulas práticas, têm sido reconhecidos como eficazes para promover um ensino mais dinâmico e participativo (Aragão; Silva; Oliveira, 2021).
Neste contexto, propôs-se a realização de atividades práticas para que os estudantes pudessem assimilar os conceitos teóricos da bioquímica e despertar o interesse. Diante desse cenário, o presente estudo visa relatar as aulas experimentais desenvolvidas no Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG) — campus Januária no âmbito do programa de residência pedagógica (PRP) da CAPES.
2. METODOLOGIA
As aulas práticas intituladas “Identificação de amido nos alimentos” e “Desnaturação de proteínas” ocorreram no Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG) — campus Januária, por intermédio do programa de Residência Pedagógica (PRP) em turmas de 1º ano do Ensino Médio Integrado ao Técnico.
Foi necessário dois horários para desenvolvimento das práticas. O primeiro horário foi dedicado ao conteúdo de carboidratos referente a prática de identificação do amido.
No início da aula, foi entregue uma atividade avaliativa para os alunos responderem conforme faziam suas observações. Esse questionário foi elaborado com o intuito de auxiliar na fixação e identificar as deficiências dos estudantes em relação ao conteúdo, a fim de buscar outras formas para superar essas dificuldades.
Os materiais utilizados na primeira experiência foram: colher, faca, copos descartáveis transparentes, uma pipeta de Pasteur e amostras de alimentos do dia a dia, como: pão, farinha de trigo, sal, biscoito, batata, macarrão, arroz, salame, maçã, amido e leite.
Essa prática envolveu a aplicação de lugol nos alimentos selecionados para confirmar se eles continham ou não amido, o que é demonstrado pela alteração de cor. Quando o lugol é adicionado a um alimento e este adquire uma coloração escura, isso indica a presença de amido. Por outro lado, se a coloração não se alterar ou ficar amarela, que é a cor natural do lugol, significa que o alimento não tem amido. Esta reação ocorre devido à capacidade do iodo presente na solução de lugol em formar complexos de coloração intensa com o amido.
Inicialmente, foi adicionado água aos recipientes contendo os alimentos para melhor visualização da reação. Em seguida, aplicou-se o lugol, com a pipeta Pasteur, sobre o amido e o sal, que funcionavam como amostras de controle. No contexto, o amido desempenha o papel de controle positivo, enquanto o sal atua como controle negativo. Essa etapa foi realizada com o propósito de verificar se o iodo não apresentava alterações e, ao mesmo tempo, proporcionar uma base de comparação para que os estudantes pudessem observar a coloração na presença ou ausência de amido.
Paralelamente à aplicação do iodo nas amostras de alimentos (Figura 1), era questionado a turma sobre os possíveis resultados, incentivando a reflexão sobre se seriam semelhantes aos dos alimentos controlados. Isso estabeleceu uma conexão entre a presença do amido nos alimentos e a reação com o iodo.
Figura 1 ‒ resultados após a adição do lugol nos alimentos
Fonte: autoral (2023).
No segundo horário, conduziu-se o experimento relacionado à desnaturação proteica, visando auxiliar os estudantes na compreensão de como determinados fatores podem levar à perda de função das proteínas. Para este fim, optou-se pelo uso de fígado bovino cru e cozido, além de peróxido de hidrogênio (H₂O₂), uma escolha fundamentada na presença de uma enzima nesse órgão, chamada catalase, que degrada o peróxido de hidrogênio.
Devido a algumas alterações súbitas na temperatura ou no pH do ambiente onde a enzima está ativa, pode-se desnaturar a mesma, comprometendo a sua estrutura tridimensional essencial para a execução da sua função biológica.
Com base nisso, iniciou-se o experimento com o uso de fígado cru em um recipiente de plástico, seguido pela adição de peróxido de hidrogênio. Nesse momento, os discentes foram indagados sobre suas expectativas em relação ao que ocorreria. Em seguida, repetiu-se o procedimento utilizando fígado cozido (Figura 2).
Figura 2 ‒ Adição de peróxido de hidrogênio no fígado cru e cozido
Fonte: autoral (2023).
Uma breve introdução às proteínas e aos carboidratos foi realizada antes de cada prática desses temas. O propósito inicial era extrair o conhecimento prévio dos discentes sobre os assuntos que seriam abordados e servir como uma revisão para a avaliação trimestral. Durante o experimento, os estudantes responderam ao questionário correspondente à prática para documentar suas percepções e conclusões durante o desdobramento do experimento. Esse método proporcionou uma abordagem prática, incentivando a análise individual.
Além disso, foram feitas perguntas pertinentes sobre os temas discutidos e à aula experimental em andamento. As dúvidas que surgiram entre os alunos também foram sanadas. Este processo interativo teve como meta incentivar a participação ativa dos estudantes e estimular a reflexão durante as explanações científicas.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Bioquímica se dedica ao estudo das moléculas e dos processos químicos que sustentam a vida. Ao se deparar com este campo, os adolescentes desenvolvem uma compreensão aprofundada dos elementos que constituem os seres vivos. Eles exploram as complexas vias e reações que ocorrem dentro das células, desvendando os segredos do DNA, proteínas, enzimas e muito mais. Isso pode resultar em competências úteis em pesquisa, saúde, segurança alimentar, biotecnologia, dentre outras (Marques, 2014).
Entretanto, a bioquímica é frequentemente percebida como uma disciplina desafiadora devido à sua necessidade de conhecimentos interdisciplinares em química e biologia. Nesse contexto, os alunos podem enfrentar dificuldades em assimilar o conteúdo apenas com métodos tradicionais de ensino, o que torna indispensável a utilização de metodologias alternativas para facilitar a compreensão e a aprendizagem (Albano; Delou, 2023). Diversas abordagens podem ser empregadas para atingir esse objetivo, tais como aulas práticas, jogos didáticos, além de aulas expositivas (Reis; Oliveira; Costa, 2022).
No entanto, apesar da disponibilidade de diferentes metodologias, a educação no Brasil ainda tende a seguir um modelo tradicional que, com o passar do tempo, pode resultar na perda de interesse dos discentes. A falta de conexão entre a ciência ensinada na sala de aula e suas aplicações práticas no cotidiano dos estudantes é um problema apontado por Krasilchik (2004).
Essa persistência pode estar relacionada ao receio ou à falta de conhecimento dos educadores na implementação de práticas inovadoras (Nicola; Paniz, 2016). Entretanto, para abordar a Bioquímica com mais clareza em sala de aula, é necessário que os professores e futuros docentes desempenhem um papel ativo na reavaliação da construção do conhecimento, favorecendo a mediação e a interação em sala de aula (Borges; Alencar, 2014).
As lições práticas são uma das maneiras disponíveis para despertar o interesse dos educandos nas matérias de Ciências. Esse método oferece uma abordagem mais concreta, contextualizada e interativa do conteúdo (Lima, Siqueira, Costa, 2013). Além disso, “as aulas práticas podem ajudar no processo de interação e no desenvolvimento de conceitos científicos, além de permitir que os estudantes aprendam como abordar objetivamente o seu mundo e como desenvolver soluções para problemas complexos” (Belotti; Faria, 2010, p. 12).
No mundo da informação global e instantânea, é crucial que os educadores priorizem o desenvolvimento de habilidades científicas nos educandos, e não apenas enfatizar a memorização de fatos, conceitos, noções e termos (De Lima; Garcia, 2011).
Essa aprendizagem centrada na memorização mecânica é criticada por Díaz (2011), que enfatiza a importância da “significação” no processo de aprendizagem. Segundo esse autor, o conteúdo aprendido deve ter um significado adequado para ser verdadeiramente assimilado e aplicado de forma eficaz. Pois, quando o aprendizado tem relevância para o aluno, torna-se um impulso motivador para continuar aprendendo e aplicando o conhecimento adquirido. Por outro lado, a falta de “significação” leva a um aprendizado fragmentado e superficial, desconectado da realidade e sujeito ao esquecimento.
Por isso, a integração de aulas práticas na educação é essencial para consolidar os conteúdos teóricos estudados em sala de aula, seja na bioquímica ou em outros conteúdos da biologia. A comunidade escolar precisa adotar diferentes estratégias no ensino de biologia, visando facilitar a transmissão e fixação do conhecimento, integrando a teoria à prática (Interaminense, 2019).
No entanto, existem outros fatores que dificulta esse processo como a deficiência de tempo de preparação, a ausência de espaço e infraestrutura adequada, o grande número de alunos por sala, a insuficiência de materiais e equipamentos, e as limitações de conhecimento para organizar experiências (Lima, Siqueira, Costa, 2013; Krasilchik, 2004). É evidente que, por vezes, a dificuldade em implementar novas metodologias não está diretamente relacionada ao professor, mas sim às limitações de infraestrutura.
Contudo, o ensino de qualidade não precisa ser limitado por recursos materiais, mas sim pela criatividade e pela capacidade de motivar os educandos de forma significativa em seu processo de aprendizagem (De Lima; Garcia, 2011). Conforme destacado por Pereira et al. (2021), a eficiência do ensino-aprendizagem durante as atividades práticas deve focar na maneira como essas aulas são conduzidas, e não necessariamente na necessidade de laboratórios físicos. Isso ficou evidente nos experimentos aplicados, demonstrando que é possível utilizar materiais comuns e acessíveis do dia a dia, e aplicar dentro da própria sala de aula.
Um estudo realizado por Peruzzi e Fofonka (2021), ressalta a importância das aulas práticas no processo de ensino-aprendizagem em Ciências da Natureza. Suas contribuições demonstram que a abordagem prática não apenas promove uma maior interação e entusiasmo entre os educandos, mas também contribui significativamente para o desenvolvimento de habilidades e competências específicas. Ao permitir que os estudantes experimentem situações problemáticas e apliquem a teoria aprendida em sala de aula, as aulas práticas tornam o aprendizado mais envolvente e significativo.
É importante ressaltar também que não há verdadeira experiência prática sem uma sólida base teórica. Este princípio é respaldado por Bastos (2020, p. 2-3), afirmando que “a teoria traça caminhos orientadores do percurso e do ponto de chegada, sendo a prática o efetivo cumprimento ou execução desse planejamento”. Essa interação, ao promover uma mudança no ambiente ou a transição para um formato mais prático e visualmente atrativo, pode desencadear um aumento na motivação dos alunos.
Nessa perspectiva, a atividade de teste de amido foi conduzida para facilitar a compreensão dos conceitos e destacar sua relevância prática. Diante disso, os estudantes conseguiram compreender que, embora o amido seja uma fonte de energia essencial na dieta alimentar, pode ser prejudicial para algumas pessoas, como os diabéticos. Esse aspecto foi deixado em aberto durante a aula para que eles pudessem refletir sobre porquê o amido pode ser prejudicial para essa população específica.
Por meio do experimento, também determinaram quais dos alimentos mais frequentes na dieta possui esse polissacarídeo e quais apresentavam maior concentração com base na intensidade da cor das amostras analisadas.
Além disso, durante esse experimento, os educandos levantaram várias questões, entre elas o fato de o iodo ter colorido a amostra de salame, mesmo sendo um produto de origem animal. Antes de fornecer uma explicação para esse ocorrido, foi questionado o que eles achavam que poderia ter causado essa mudança de coloração. Alguns deles sugeriram que esse resultado poderia estar relacionado à adição de amido à composição do produto pelo fabricante, porém o professor de biologia explicou que a mudança na coloração poderia indicar a presença de outros componentes reagindo com o iodo.
Na segunda prática, foi possível observar que os resultados foram consistentes com as expectativas dos estudantes. No fígado cru, observou-se a ação da enzima, resultando na formação de bolhas, enquanto nenhuma reação foi observada no fígado cozido. Este exercício contribuiu para a compreensão prática do conceito de desnaturação proteica e despertou o interesse dos alunos, gerando perguntas pertinentes, como as seguintes questões: “é possível reverter a desnaturação da proteína e ela voltar a ter função?”. E também: “Como a exposição a altas temperaturas afeta especificamente a enzima, levando à perda de sua função?”.
Através desta prática, os alunos entenderam a importância da organização estrutural das proteínas para suas funções biológicas. Ao observarem que o fígado exposto à água quente não manifestou reação ao peróxido de hidrogênio, concluíram que a elevação da temperatura levou ao desenovelamento da cadeia polipeptídica da enzima, causando sua desnaturação e, consequentemente, a perda de sua atividade biológica.
As atividades desenvolvidas mostraram-se eficientes para tornar o processo de aprendizagem mais interessante e prazeroso, conforme destacam De Lima e Garcia (2011). Essa troca de informações e experiências não apenas fortalece os vínculos, mas também contribui de forma significativa para o processo de aprendizagem, como ressaltado por Sousa, Paixão e Sobreira-Júnior (2021).
Além disso, houve interesse notável das turmas, com participação ativa e atenção aos detalhes, embora alguns discentes tenham sido mais reservados. Essa diversidade destaca a importância de abordagens pedagógicas flexíveis para atender às necessidades específicas de cada estudante.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
As atividades práticas realizadas neste estudo evidenciaram a eficácia da abordagem experimental no ensino de bioquímica, proporcionando aos estudantes uma compreensão mais profunda dos conceitos teóricos sobre carboidratos e proteínas por meio da vivência prática. A aplicação desta metodologia mostrou-se uma estratégia valiosa para superar os desafios tradicionalmente associados ao ensino dessa disciplina, como a abstração dos conceitos e a falta de conexão com a realidade.
Os resultados obtidos reforçam a importância de promover uma aprendizagem significativa, na qual os alunos não apenas memorizam fatos, mas compreendam os princípios subjacentes e consigam aplicá-los em diferentes contextos. Além disso, a interação dos discentes durante as atividades práticas demonstra o potencial dessas abordagens para estimular o interesse e o envolvimento no processo de aprendizagem. Sendo assim, é imperativo que os educadores adotem abordagens centradas no aluno que estimulem o pensamento crítico e a investigação ativa.
Embora existam obstáculos à implementação de novas práticas educacionais, existem maneiras viáveis de incorporar experiências significativas ao currículo escolar, mesmo com recursos limitados. Ao procurar incorporar práticas nas limitações existentes, os professores podem criar experiências de aprendizagem enriquecedoras que capacitam os educandos para o mundo além da sala de aula.
Portanto, é necessário um esforço coletivo por parte dos docentes, tanto os já atuantes quanto os futuros, além da comunidade escolar para repensar e reformular as práticas pedagógicas, visando proporcionar uma educação mais significativa e relevante para todos os estudantes. Essa mudança de paradigma pode tornar o ensino mais dinâmico e interativo, contribuindo não apenas para o desenvolvimento acadêmico dos educandos, mas também para sua formação como cidadãos críticos e participativos na sociedade.
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1Acadêmica do curso de Licenciatura em Ciências Biológicas.
2Docente de Educação Básica, Técnica e Tecnológica (EBTT) – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Norte de Minas Gerais, Campus Januária. Possui graduação em Ciências Biológicas pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (2003). Possui especialização em Gestão Ambiental, Biodiversidade e Biologia (2012). Mestrado Profissional em Biotecnologia pela UNIMONTES.
3Docente nos cursos superiores de Ciências Biológicas, Ciências Agrárias e Educação Básica – Instituto Federal do Norte de Minas Gerais (IFNMG) – campus Januária. Doutor em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Ouro Preto – UFOP. Mestre em Biotecnologia pela Universidade Estadual de Montes Claros.