REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7538635
Wesley Andrade Silva1
Karine Maria da Silva Werneck2
Sabrina Gomes Faria3
RESUMO
O presente artigo refere-se ao recorte de um projeto de estágio supervisionado que visou utilização da prática experimental como estratégia metodológica para intervenção pedagógica. São três as práticas abordadas contemplando os conteúdos de 1º e 2 º anos do ensino médio. A prática da turma do 1º ano refere-se às Funções da química inorgânica e enfatiza a diferenciação dos ácidos e bases através da utilização do repolho roxo como indicador. Esta prática requer outros conhecimentos próprios da química como os íons cátions e ânions presentes nas ligações químicas. A segunda prática (construção de uma pilha de limão) relaciona-se com estudo da Eletroquímica para o 2º ano. Esta por sua vez requer do estudante alguns conhecimentos prévios sobre ligações químicas, em especial as que envolve a variação no número de oxidação (oxirredução). Os conceitos de equações químicas, balanceamento, nomenclatura dos compostos envolvidos também se constituem num pré-requisito. Na terceira prática sobre a construção de um calorímetro objetivando encontrar a quantidade de caloria de um alimento, refere-se ao conteúdo de Termoquímica estudado no 2º ano. Como pré-requisito, o estudante precisa entender os conceitos de entalpia, aplicação da equação da Termodinâmica e operar com transformações de unidades. A experimentação é uma estratégia relevante pois possibilita ao estudante o protagonismo, desperta o interesse e possibilita a interação com os pares. Cabe ao professor planejar sistematicamente para que sua prática seja exitosa nesta intervenção.
PALAVRAS-CHAVE: Prática Experimental. Intervenção. Estudante. Protagonismo.
1. INTRODUÇÃO
Adotar alternativas de intervenção pedagógica no ensino, tem-se tornado um fator relevante no que tange à aprendizagem significativa e sólida dos estudantes. A intervenção pedagógica pode ser conceituada como uma interferência realizada pelo professor ou qualquer outro profissional da educação sobre o processo de desenvolvimento e aprendizagem do estudante quando alguma dificuldade deste é diagnosticada. O principal objetivo da intervenção é o de propiciar ao aluno a compreensão dos conteúdos abordados através de estratégias diferenciadas. A intervenção pedagógica modifica o processo educacional na medida em que o docente precisa traçar estratégias e pensar em novas formas de abordar o conteúdo. É um recurso imprescindível para combater as dificuldades escolares, melhorando assim o desempenho e o relacionamento entre o estudante e a escola.
De acordo com Cicuto; Miranda e Chagas (2019), a intervenção pedagógica deve estimular os estudantes a participar ativamente da construção do conhecimento através de estímulos à sua autonomia. Sendo assim é necessário mudar a maneira tradicional do modelo de transmissão-recepção centrado na figura do professor. Existem diferentes estratégias para o ensino centrado no aluno como a aprendizagem Baseada em Problemas (ALLEN; DONHAM; BERNHARDT,2011), os Grupos de Discussão (GD) e em especial a experimentação.
2. Desenvolvimento
Segundo Leite (2018), pesquisas no ensino de química, têm contribuído para entender a importância da experimentação, uma vez que esta é constante em sala de aula, nas conversas entre os professores e nos eventos científicos. A experimentação requer uma contextualização para melhor aproximação com a realidade, uma vez que esta deve favorecer a compreensão de um problema do cotidiano do estudante e possibilita oportunizar a familiarização com o processo científico. Ainda segundo Souza; Leite e Leite (2015), o conhecimento prévio do estudante deve ser considerado no ensino de química e pode ser um excelente ponto de partida para esta abordagem. De acordo com Dias (2015), a escola é o local onde a educação acontece de forma mais evidente e tendo em vista a grande dificuldade dos alunos do ensino médio na aprendizagem dos conteúdos de química, torna-se essencial uma nova postura do professor frente à sua abordagem. Neste contexto, a experimentação surge como recurso para auxiliar o estudante na assimilação dos conteúdos e teorias. Por mais simples que seja uma aula prática, mesmo sem a presença de todo o aparato laboratorial, ela representa um incentivo singular e necessário ao estudante.
Uma análise ao atual documento norteador da educação básica brasileira, ou seja, a (BNCC) Base Nacional Comum Curricular (BRASIL,2018), evidencia-se que a área de Ciências da Natureza visa aos estudantes, o acesso à “diversidade de conhecimentos científicos produzidos ao longo da história, bem como a aproximação gradativa aos principais processos, práticas e procedimentos da investigação científica”. Outras considerações são pautadas, como ter “um novo olhar sobre o mundo que os cerca, como também fazer escolhas e intervenções conscientes e pautadas nos princípios da sustentabilidade e do bem comum”, no entanto, a base deixa a desejar quanto às indicações de atividades de laboratório. Para Bombonato (2011), em geral as pessoas têm uma dificuldade em compreender a ciência. E devido à falta de contexto, a autora detecta uma certa aversão até. Soma-se a isso o desgaste do processo de ensino tradicional, que gera desinteresse por parte dos alunos e dificulta consideravelmente a melhoria do aprendizado da ciência na educação básica como mostra Chassot (2011). Corroborando com esta ideia Jardim et al (2019) deixa claro que o estudante precisa ser envolvido com assuntos de importância local contextualizando aquilo que está diante dos seus olhos. A utilização de recursos pedagógicos diferenciados de acordo com a realidade auxilia na melhoria desse processo. As aulas práticas surgem como recursos metodológicos eficazes e que além de complementar a aula teórica, contribui para o processo de ensino-aprendizagem dos estudantes.
As aulas práticas ocorrem de diversas formas como: aulas de campo, aulas demonstrativas, recursos audiovisuais e a experimentação, que pode explorar o mundo macro e microscópio de um dado fenômeno. Estas estratégias contribuem no processo ensino-aprendizagem e facilitam o entendimento dos estudantes. No entanto, Parreira e Dickman (2020) mostram que o uso das atividades experimentais não traz as respostas para o problema do ensino de química. É necessário que o professor faça uma reflexão sobre o uso destas atividades e tenha uma fundamentação com propósitos e objetivos claros como estimular a observação, desenvolver atividades manipulativas, esclarecer a teoria promovendo a sua compreensão, motivar e manter o interesse pela matéria, entre outros.
3. Relato de estudo
As atividades experimentais a serem desenvolvidas irão contemplar três conteúdos vistos em Química no ensino médio, sendo eles: Funções Inorgânicas (Indicador ácido-base), Eletroquímica (Construção de uma pilha) e a Termoquímica (Construção de um calorímetro para calcular o calor liberado em um alimento). Cada atividade experimental seguirá a metodologia de resolução de problemas como veremos a seguir.
Experimento sobre indicador ácido-base
Aula 1
Modalidade de ensino – Ensino Médio
Componente curricular: Química
Conteúdo: Funções Inorgânicas
Série ou Ano: 1º ano do ensino médio
Duração: duas horas/aulas de 50 minutos cada.
Objetivos:
– Verificar a existência de indicadores ácido-base na natureza como a flor de hibisco e o repolho roxo;
– Identificar as características do repolho roxo como indicador ácido-base;
– Determinar experimentalmente as características dos ácido-base;
– Identificar pela cor quem é o ácido e quem é a base.
Materiais:
– Vinagre;
– Limão;
– Detergente;
– Água de sabão;
– 4 copinhos transparentes.
– 4 folhas de repolho roxo
– Liquidificador
– Peneira fina
– Jarra transparente
Procedimentos:
Bata as quatro folhas de repolho roxo no liquidificador. Com 1 litro de água. Em seguida coe o líquido para dentro da jarra. Nomeie cada copinho com o respectivo nome do líquido contido dentro, sendo estes: copinho 1- detergente, copinho 2-vinagre, copinho 3-água de sabão e copinho 4-limão. Despeje em cada copinho o líquido do repolho roxo que foi coado dentro da jarra. Verifique as cores obtidas e levante alguns questionamentos com os estudantes.
1- O que representa o repolho roxo neste experimento?
2- Quais elementos são ácidos e quais são bases?
3- Quais as cores do ácido e da base respectivamente?
4- Existem outros indicadores ácido-base? Propor aos estudantes uma pesquisa sobre a existência de outras substâncias que são indicadoras ácido-base, para que os mesmos compartilhem na próxima aula com o professor e os colegas.
Aula 2
Nesta aula, após a conclusão do relatório da aula 1, caso a escola não tenha laboratório de informática o professor poderá apresentar aos alunos uma simulação através do projetor de imagens sobre indicador ácido – base, disponível no link: https://www.youtube.com/watch?v=QxcKIN8mQv0. Após assistir ao vídeo, os alunos irão responder às seguintes questões;
1- Por que o repolho roxo tem a propriedade de indicador ácido-base?
2- Quais outros aspectos e conhecimentos puderam ser abordados no vídeo?
3- Por eu mesmo sendo ácidas, algumas substâncias apresentam colorações mais claras?
4- Qual a relação da coloração da flor hortênsia com os conceitos de ácido e base?
Os estudantes deverão responder às questões e entregar ao professor para avaliação.
Experimento sobre a construção de uma pilha ou bateria
Aula 1
Modalidade de ensino – Ensino Médio
Componente curricular: Química
Conteúdo: Eletroquímica
Série ou Ano: 2º ano do ensino médio
Duração: duas horas/aulas de 50 minutos cada.
Objetivos:
– Entender o funcionamento de uma bateria;
– Compreender conceitos de oxidação e redução;
– Identificar os eletrodos e a ação da prata e do cobre numa reação de oxirredução.
Materiais
– 1 limão
– 1 clip prendedor de papel (zinco) e uma moeda de 5 centavos (cobre)
– 2 fios de 1,5mm de espessura e 10 cm
– 1 multímetro
– 1 LED ou lâmpada de árvore de natal
Procedimentos:
Descasque as pontas dos fios, perfure a moeda e prenda a ponta de cada fio na moeda e no clip. As outras duas pontas que sobraram são ligadas ao LED. Faça duas perfurações no limão e introduza o clip e a moeda. Observa-se que o LED irá acender. Está pronta a bateria ou pilha. Se desejar, pode acrescentar mais limões a essa bateria. Agora os estudantes serão desafiados a responder às questões a seguir.
1- Qual o papel do limão neste experimento?
2- Qual objeto oxida e qual objeto reduz?
3- Quem é o cátodo e quem é o ânodo?
4- Utilizando o multímetro, meça a voltagem desta pilha e anote o resultado.
5- É possível utilizar este experimento para fazer uma calculadora funcionar? Faça o teste.
6- Quais outros objetos poderiam ser usados como eletrólitos neste experimento?
Aula 2
Nesta aula o professor irá mostrar uma simulação disponível no youtube utilizando projetor de imagens sobre a construção e o funcionamento de uma pilha, cujo link é: https://www.youtube.com/watch?v=a9FZskLBtxc. O objetivo é entender todo o processo de funcionamento da pilha.
Experimento sobre a construção de um calorímetro
Modalidade de ensino – Ensino Médio
Componente curricular: Química
Conteúdo: Termoquímica
Série ou Ano: 2º ano do ensino médio
Duração: uma aula 50 minutos.
Objetivos:
– Entender o funcionamento de um calorímetro e os fenômenos envolvidos;
– Calcular a quantidade de calor de um grão de amendoim e de outros alimentos;
– Construir um calorímetro e saber utilizar a equação fundamental da calorimetria.
Materiais
– 1 termômetro;
– 1 lata de refrigerante vazia;
– 1 rolha de cortiça;
– 1 clipe metálico;
– 1 vareta;
– Amendoim sem casca;
– Fósforos;
– Balança digital;
– Água
Procedimentos:
A termoquímica, também chamada de termodinâmica química, é o ramo da físico-química que estuda as quantidades de calor (energia) absorvidas ou liberadas em reações químicas, assim como as transformações físicas, tais como a fusão e a ebulição, baseando-se em princípios da termodinâmica.
1. Coloque 100 ml de água na lata vazia, anote a temperatura da água;
2. Através de uma balança digital, determine e anote a massa de um amendoim;
3. Monte o equipamento de acordo com a figura abaixo:
4. Atravesse a lata com a vareta e deposite-a em um suporte;
5. Espete o clipe na rolha de forma que o amendoim possa se apoiar neste clipe e não caia, como demonstrado na figura;
6. O suporte feito com a rolha deve ficar a aproximadamente 2 cm do fundo da lata;
7. Use o fósforo para atear fogo no amendoim;
8. Enquanto o amendoim queima, mexa um pouco a água;
9. Quando terminar a queima do amendoim, verifique a temperatura da água e anote;
10. Para conhecer a quantidade de energia liberada na queima do amendoim é só relacionar a diminuição de sua massa com o aumento da temperatura da água. Vejamos um exemplo: Obs. Calor específico da água =1cal/g ºC
| Amendoim | Massa do amendoim (g) | Massa da água (g) | Temperatura inicial da água (ºC) | Temperatura final da água (ºC) | Variação ∆T (ºC)Obs: Transforma em Kelvin |
| 0,500 | 200 | 30 | 38 | 8 +273=281K |
De posse destes valores podemos calcular o calor liberado pelo amendoim através da equação da equação Q=m. c. ∆T, onde Q= Quantidade de calor liberada, c= Calor específico e ∆T= variação de temperatura: Q= 0,5x1x281=140,5 cal /g. O professor pode dividir a turma em grupos, e cada grupo irá construir o calorímetro e calcular a quantidade de caloria de cada alimento como por exemplo, a castanha, um grão de feijão, um pedaço de pão, etc.
4. CONCLUSÃO
Um processo de intervenção pedagógica visa adotar procedimentos específicos objetivando compreender e corrigir determinada defasagem do estudante. Para que o mesmo aconteça de maneira eficaz, é necessário planejamento de ações diferenciadas como foi o caso desta proposta envolvendo a experimentação. É impossível pensar num plano de intervenção sem haver uma reflexão das necessidades da turma. É preciso ter objetivos claros e um diagnóstico real. As aulas experimentais mostram-se uma excelente estratégia metodológica que contribui de maneira significativa para o alcance dos objetivos os quais o professor se propõe alcançar. Além de propiciar o debate, a interação e a descoberta através da pesquisa na busca por respostas, uma aula experimental contribui com a participação ativa do estudante, onde o mesmo deixa de ser um simples expectador para ser o protagonista do próprio conhecimento. O sentido lúdico deste tipo de atividade desperta o prazer pelo conhecimento e pela matéria. Sobre os conhecimentos advindos dos experimentos em questão, ressalta-se que no primeiro experimento sobre o indicador ácido-base com o repolho roxo, considera-se a sua importância por ser de baixo custo, bem como o aspecto visual que chama a atenção do estudante. Por outro lado, o repolho roxo contém pigmentos, as antocianinas, que são capazes de alterar sua estrutura e, consequentemente, a coloração de acordo com o meio ácido ou básico em que se encontram. Sobre o segundo experimento, uma outra curiosidade pode ser levantada sobre a construção de uma pilha ou bateria bem como entender outras esferas do conhecimento imprescindíveis à sua compreensão. Podemos destacar o funcionamento básico de uma pilha, onde em seu interior existem metais e soluções eletrolíticas que causam reações de oxirredução (com perda e ganho de elétrons), que geram uma diferença de potencial (ddp). Os elétrons, por apresentarem carga negativa, migram do eletrodo negativo, denominado ânodo, que é o metal com maior tendência de doar elétrons; para o positivo, que recebe o nome de cátodo (metal com maior tendência de receber elétrons). Desse modo é gerada uma corrente elétrica que faz o equipamento funcionar. O limão contém ácido e forma uma solução eletrolítica que possui íons (cátions e ânions). Percebemos que o clip formado de zinco (perde elétrons) porque o zinco possui maior potencial de oxidação que o cobre (representado pela moeda de 5 centavos), e na placa de cobre ocorre a redução do H+ presente no eletrólito. Assim, as placas são os eletrodos dessa pilha, sendo o clip de zinco o ânodo (polo negativo que perde elétrons) e a moeda de cobre o cátodo (polo positivo que recebe os elétrons). A corrente gerada é pequena, mas pode fazer funcionar um LED, um relógio digital, uma calculadora e um voltímetro funcionarem. Outros elementos como o tomate, a laranja e o refrigerante fazem o mesmo papel por serem ácidos. A batata também faz este papel pois ela é básica em razão do cátion OH–. E por fim temos o terceiro experimento envolvendo a construção de um calorímetro objetivando calcular a quantidade de caloria liberada por determinado alimento ao ser queimado. Se fizermos o experimento queimando o amendoim vamos perceber que a quantidade de caloria é maior do que comparada com a queima de um pedaço de pão por exemplo, isto porque o pão é composto por carboidratos e proteínas enquanto o amendoim é composto por gorduras.
É notório que o uso da prática experimental auxilia na aprendizagem dos conteúdos de Química uma vez que propicia ao aluno rever conteúdos, relacionar teorias vistas em sala de aula, relembrar explicações, fixar melhor o que foi aprendido e a desenvolver suas habilidades na construção de experimentos simples que poderão contribuir com a sua formação futura. oção de temperatura foi e ainda é associada à noção de quente e frio. Mas temperatura é a propriedade da matéria que determina se a energia térmica pode ser transferida de um corpo a outro e qual o sentido dessa transferência. Por outro lado, o calor é a energia transferida de um objeto mais quente para um objeto mais frio.
Através do conceito de entalpia, foi possível observar pela análise do sistema, que a capacidade calorífica de um determinado material é dada em função de sua temperatura, sendo que quando esta é alterada, a mesma é afetada. oção de temperatura foi e ainda é associada à noção de quente e frio. Mas temperatura é a propriedade da matéria que determina se a energia térmica pode ser transferida de um corpo a outro e qual o sentido dessa transferência. Por outro lado, o calor é a energia transferida de um objeto mais quente para um objeto mais frio.
Através do conceito de entalpia, foi possível observar pela análise do sistema, que a capacidade calorífica de um determinado material é dada em função de sua temperatura, sendo que quando esta é alterada, a mesma é afetada.
5. REFERÊNCIAS
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BOMBONATO, L.G.G. A importância do uso do laboratório nas aulas de ciências. Monografia (Especialização) Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Especialização em Ensino de Ciências. Medianeira. Paraná. 2011.
BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília, 2018. 600p.
CHASSOT, A. Desafios de ser Professor Hoje. Rev. Ciênc. Hum. Educ., Frederico Westphalen. v.12, n.19. 2011.
CICUTO, C.A.T; MIRANDA, A.C.G; CHAGAS, S.S. Uma abordagem centrada no aluno para ensinar Química: estimulando a participação ativa e autônoma dos alunos. Revista Ciênc. educ., Bauru, v. 25, n. 4, p. 1035-1045, out. 2019. Disponível: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-73132019000401035&lng=en&nrm=iso. Acesso: 27 mar. 2021.
DIAS, S.C.A. A experimentação no ensino da química inorgânica: ácido e base. 2015. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Educação: Métodos e Técnicas de Ensino) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná Medianeira, 2015.
JARDIM, A.L.S. et al. O ensino de Ciências a partir de aulas práticas: uma conversa com discentes de ciências da natureza. Revista Educ. Amb. Em Ação. [s.l], v. 29, n. 3, p. 61-78, 2018. Disponível em: http://revistaea.org/artigo.php?idartigo=3806. Acesso 27 mar. 2021.
LEITE, B.S. A experimentação no ensino de química: uma análise das abordagens nos livros didáticos. Educ. quím, México, v. 29, n. 3, p. 61-78, 2018. Disponível em: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2018000300061&lng=es&nrm=iso. Acesso: 27 mar. 2021.
NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica: fluidos, oscilações e ondas, Calor. 4. ed. São Paulo: E. Blucher, 2007.
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1Secretaria de Educação de Minas Gerais – SEEMG https://orcid.org/0000-0003-2398-7883
2Secretaria de Educação de Minas Gerais – SEEMG https://orcid.org/0000-0002-3827-5160
3Secretaria de Educação de Minas Gerais – SEEMG