Trabalho - Departamento de Química

XIV Encontro Nacional de Ensino de Química (XIV ENEQ)
Especificar a Área do trabalho
EA
Efeito Estufa e difusão de gases – o que pensam os alunos do Ensino
Médio?
Jucilene Gordin Bertalli1* (PG), Maria Celina Recena1 (PQ)
1
Programa de Pós – Graduação em Ensino de Ciências UFMS
[email protected]
Palavras Chave: difusão, gases , meio ambiente.
RESUMO
Muitos alunos demonstram dificuldades em aprender química por não perceberem o significado ou a
validade do que estudam. Uma das soluções para este problema é considerar que a química é uma ciência
presente no cotidiano e desenvolver uma abordagem de ensino contextualizada. Observando a natureza,
percebemos que os materiais estão em constante interação e sofrem influência da ação humana. Muitas vezes,
essas interações causam transformações do ambiente o que torna imprescindível abordagem da temática
ambiental de forma crítica e reflexiva.Neste trabalho apresentamos uma pesquisa realizada com alunos do
ensino médio com o objetivo de delinear suas concepções sobre a difusão de gases buscando fundamentos
para elaboração de material didático contextualizado na questão do efeito estufa que permita a discussão de
conceitos relacionados a teoria cinética dos gases e explore as conexões da química com aspectos ambientais.
INTRODUÇÃO
As diretrizes curriculares nacionais para o ensino médio destacaram, dentre outros, o
princípio da contextualização, como processo de enraizamento dos conceitos científicos na
realidade vivenciada pelos alunos, para produzir aprendizagem significativa. Este processo de
aprendizagem pode partir dos fenômenos observáveis pelos alunos, ou seja, no nível
macroscópico de abordagem da natureza, pois: “É importante apresentar ao aluno fatos
concretos, observáveis e me nsuráveis, uma vez que os conceitos que o aluno traz para a sala de
aula advêm principalmente de sua leitura do mundo macroscópico” (Brasil, 1999).
Em nosso dia–a–dia é comum vermos desmatamentos, queima de combustíveis fósseis,
etc. Tudo isso aumenta a concentração de gases poluentes na atmosfera o que vem causando o
aumento da temperatura global e acarretando uma série de conseqüências como, grandes
tempestades, furacões, ciclones, chuvas em grande quantidade e enchentes.
Embora a educação ambiental seja um “processo por meio do qual as pessoas aprendem
como funciona o ambiente, como dependemos dele, como o afetamos e como promovemos a sua
sustentabilidade, a questão ambiental tem sido pouco discutida em escolas de ensino médio”
(Tolentino, 1998).
Quando ao processo de ensino não é contextualizado adequadamente, os conteúdos da
área de química tornam-se difíceis e distantes da realidade de vida do aluno não contribuindo
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para a aprendizagem significativa que se contrapõe ao ensino por transmissão-recepção com
ênfase na memorização de informações. Neste sentido:
“As Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio defendem a necessidade de
se contextualizar os conteúdos de ensino na realidade vivenciada pelos alunos, a fim de
atribuir-lhes sentido e, assim, contribuir para a aprendizagem significativa. Sob algumas
abordagens, a contextualização, na pedagogia, é compreendida como a inserção do
conhecimento explícito na dimensão do conhecimento implícito” (Ramos, 2008).
Isso significa construir uma ponte entre a ciência e o conhecimento cotidiano para que,
através de fatos concretos, observáveis e mensuráveis, o raciocínio e a capacidade de aprender
sejam mais importantes do que a memorização.
O contexto pode ser o ponto “concreto” de partida para o desenvolvimento da
aprendizagem significativa,
“mas a elaboração do pensamento e o desenvolvimento da capacidade de abstração, são
fundamentais para a apreensão do conhecimento sistematizado. Quando se parte do
contexto de vivência do aluno, é preciso enfrentar as concepções prévias, normalmente
constituídas de representações errôneas ou limitadas quanto à explicação da realidade e
que, mesmo consideradas como conhecimento implícito, podem estar no plano do senso
comum, constituído por representações equivocadas ou limitadas para a compreensão e a
explicação da realidade” (Ramos, 2008).
É importante lembrar que, se essa contradição não for enfrentada, o professor pode
correr o risco de considerar que a contextualização do cotidiano do aluno seja suficiente para que
ele estabeleça relações entre idéias, fatos e fenômenos para enfrentar situações concretas. “O
processo de ensino – aprendizagem contextualizado é um importante meio de estimular a
curiosidade e fortalecer a confiança do aluno ” (Ramos, 2008).
Portanto, por meio dos contextos, o aluno deve ter a capacidade de pensar e desenvolver
conceitos que propiciem a compreensão dos fenômenos naturais, sociais e culturais.
Este trabalho surgiu a partir de um interesse no processo de ensino-aprendizagem de
química e da consideração de que a formação de conceitos no sujeito é um processo longo e
dinâmico que pode ser facilitado com a apresentação de materiais contextualizados.
Assim, para propor um material contextualizado desenvolvemos uma pesquisa com o
objetivo de estudar como os alunos compreendem o fenômeno da difusão de gases e se o
relacionam com o efeito estufa.
M ETODOLOGIA
O estudo foi realizado em cinco turmas do 1º ano do Ensino Médio de uma Escola
Estadual de Campo Grande-MS, perfazendo um total de 158 alunos.
UFPR, 21 a 24 de julho de 2008. Curitiba/PR.
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Foi aplicado um questionário com cinco perguntas abertas que versavam sobre os
seguintes tópicos: idéias prévias sobre a difusão de gases (questão 1), modelo microscópico
explicativo sobre a difusão de gases (questão 2), identificação da difusão de gases na atmosfera
em questões ambientais conhecidas- efeito estufa e preservação da floresta Amazônica, queima
de combustíveis fósseis e degelo das calotas polares e “carbono zero” (questões 3, 4 e 5).
As respostas foram analisadas de acordo com os parâmetros da “análise textual
discursiva” conforme descrita por Moraes (2005). Procedemos a “unitarização” das respostas
(textos), ou seja, identificamos e separamos seus enunciados, buscando categorias que
subsidiassem a reflexão sobre o tema da pesquisa.
Como a segunda questão solicitava uma representação na forma de desenho, buscamos
interpreta- los comparando suas aproximações e afastamentos do modelo aceito cientificamente.
Os dados coletados permitiram delinear conclusões interessantes e pertinentes, mas
entrevistas com os alunos poderiam fornecer dados mais específicos que auxiliassem na
compreensão de suas idéias.
As questões contextualizadas talvez não tenham deixado claro aos alunos o foco da
explicação que pretendíamos obter.
Consideramos que esses foram fatores limitantes da pesquisa, mas os resultados
apontaram tendências que podem subsidiar intervenções didáticas efetivas para a abordagem dos
temas tratados.
RESULTADOS
A primeira questão, visava saber como eles entendiam difusão de gases numa situação
conhecida, solicitava que os alunos explicassem o espalhamento do cheiro do gás de cozinha
(Mortimer, 2002).
A leitura das respostas e agregação de unidades permitiu identificar duas tendências:
i) Explicações relacionadas aos procedimentos operacionais. Embora a pergunta fizesse
parte de um contexto de ensino, os alunos não elaboraram reflexões de cunho científico.
“Pelo simples fato de não estar tampado corretamente, onde fica a saída de gás.”
“Por que deixaram o botijão ligado, por isso que escapa.”
ii) Explicações que estabelecem conexões com o modelo cinético de difusão de gases.
“Quando ele vaza vai preenchendo o ar com gás de cozinha.”
“Se espalham porque tem pequenas partículas que flutuam no ar.”
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“Quando a substância é gasosa, ela ocupa o maior espaço possível, e se espalha por
todo canto do ambiente.”
“Por que o gás quando tem espaço, ele se espande se alastrando na casa toda.”
A segunda questão pretendia verificar o modelo que os alunos apresentavam com
relação à continuidade da matéria e difusão dos gases. Propunha que os alunos representassem,
em nível atômico- molecular, o gás em um recipiente fechado e o seu comportamento após a
abertura do mesmo.
Para análise das respostas partimos das categorias iniciais: continuidade e nãocontinuidade da matéria, interpretando os desenhos conforme as características utilizadas por
Justi e Ruas (1997) e as ampliamos para nossa situação específica.
Na categoria “matéria descontínua”, consideramos desenhos com referência explícita a
existência de partículas separadas umas das outras, tais como aqueles que apresentavam
bolinhas, potinhos, estrelinhas ou assemelhados.
Na categoria “matéria contínua”, consideramos desenhos que apresentassem apenas um
espaço em branco, um espaço (no caso o recipiente) totalmente pintado ou com desenhos de
fumacinhas, ondas ou assemelhados.
A essas categorias iniciais agregamos apresentação ou não de características coerentes
com o modelo cinético para difusão de gases.
Consideramos características do modelo cinético da difusão a representação do gás no
ambiente, mas sem esvaziamento do recipiente, mesmo sem conservação de massa. As demais
respostas foram consideradas como sendo sem conexão com o modelo cinético.
Verificamos quatro categorias:
i) Descontinuidade da matéria com características do modelo cinético de difusão.
ii) Descontinuidade da matéria sem característica do modelo cinético de difusão.
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iii) Continuidade da matéria com características do modelo cinético de difusão.
iv) Continuidade da matéria sem características do modelo cinético de difusão.
A maioria dos alunos (cerca de 60 %) não apresentou características do modelo
cinético-molecular. Para muitos o recipiente, quando destampado, fica vazio ou o gás é liberado
de maneira direcionada num único sentido.
A noção de descontinuidade da matéria não influenciou na representação da difusão do gás.
Mesmo com a idéia de continuidade muitos alunos apresentaram conexão como modelo cinético.
A terceira questão era contextualizada e relaciona va a importância da Floresta
Amazônica com o aquecimento global.
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A análise das respostas não partiu de categorias pré–estabelecidas e, a leitura e
agregação de unidades, permitiram identificar duas tendências. Muitos alunos não responderam à
questão.
i) Identificação de características importantes da Floresta Amazônica, mas sem relação
com difusão dos gases.
“Porque são árvores que melhoram a respiração da cidade e elas melhoram o
oxigênio.”
“Porque a floresta amazônica é o pulmão do nosso país, ou seja, sem as árvores é
impossível ter ar puro.”
“Porque ela produz oxigênio.”
ii) Estabelecimento de relação com gases estufa, sem mencionar a difusão dos mesmos.
“Pois a floresta amazônica respira os gases que intensifica o efeito estufa.”
“Porque sem ela ia aumentar muito o CO2 na atmosfera sendo que a mata absorve
CO2 .”
“Por que as árvores que existem lá produzem oxigênio que diminui a ação dos
gases nocivos.”
A quarta questão era contextualizada e relacionava a queima de combustíveis fósseis ao
derretimento das camadas de gelos polares.
A análise das respostas também não partiu de categorias pré–estabelecidas e, a leitura e
agregação de unidades, permitiram identificar quatro tendências. Muitos alunos não responderam
à questão.
i) Relação entre o derretimento das geleiras e o aquecimento global.
“Por causa do aquecimento global.”
“Porque libera gás carbônico, que contribui para a destruição da camada de ozônio
que faz com que ocorra o aquecimento global.”
“Porque essas queimas produzem gás carbônico que junto com outros poluentes
causam o aquecimento global.”
ii) Relação do fenômeno com a difusão de gases.
“Porque a queima de combustíveis fósseis libera gases quentes para a atmosfera, e
as massas de ar levam para outras regiões ocasionando, derretimento das geleiras.”
“Porque assim como o botijão de gás quando é aberto se espalha pelo ambiente, o
combustível se espalha quando queimado.”
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iii) Relação do derretimento das geleiras com camada de ozônio.
“Porque os gases abrem um buraco na camada de ozônio.”
“Porque a fumaça liberada pelos combustíveis afeta a camada de ozônio fazendo
que o aquecimento global aumente cada vez mais.”
“A poluição das queimadas ajuda a destruir a camada de ozônio.”
iv) Relação do derretimento das geleiras com calor.
“Por causa do calor.”
“Porque o calor aumenta.”
“Porque a queima de combustíveis fósseis é muito forte, tem muita quentura,
causando derretimento.”
A quinta questão era relacionada ao carbono zero e a importância da compra e venda de
créditos de carbono entre países distantes e foi solicitado que fizessem uma redação.
A análise das respostas não partiu de categorias pré–estabelecidas e a leitura e
agregação de unidades, permitiram identificar cinco tendências. Muitos alunos não responderam
à questão e nem redigiram a resposta como redação ou ainda, responderam com as informações
da própria pergunta: “Porque o carbono zero está diretamente ligado ao ciclo de carbono da
atmosfera”, “Porque está ligado ao ciclo de carbono na atmosfera”.
i) Contradição em relação ao conceito “Carbono Zero”.
“Carbono zero é aquilo que nós mesmos produzimos com indústrias, em casa
liberando gás para o meio ambiente.”
“Porque com mais gás carbônico no meio ambiente, o oxigênio vai acabando assim
vai chegar um dia que o ar vai estar carbono zero.”
“Porque o carbono zero está liberando mais gases do que o normal, e com isso o
nosso planeta está se sobrecarregando.”
ii) Relação com a produção de gás carbônico na atmosfera
“Entende-se que carbono zero é zerar esse carbono que é liberado na atmosfera.”
“Acho que diminui a queima do gás.”
“Eu imagino que carbono zero seja a diminuição da liberação de gás carbônico
para a camada de ozônio.”
UFPR, 21 a 24 de julho de 2008. Curitiba/PR.
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“Projeto para a diminuição do gás carbônico na atmosfera.”
iii) Relação com poluição:
“Carbono zero mesmo que poluição zero.”
“É sem poluição, sem gases poluentes.”
“Pois com isso o planeta diminui a queima de substâncias poluentes.”
iv) Fizeram relação com a fotossíntese.
“Carbono zero significa que tudo que nós, seres humanos, produzimos em relação
a gases, a Terra se encarrega de “absorver” e liberar oxigênio.”
“Porque tudo que produzimos, que libera gases na atmosfera, a natureza
transforma em oxigênio.”
Nas questões contextualizadas, apenas quando o tema abordado foi a queima de
combustíveis fósseis, um grupo de alunos fez relação com a difusão dos gases. Neste grupo não
percebemos uma tendência daqueles que apresentaram relação com a característica do modelo de
difusão de gases na sua representação cinético–molecular (questão 2). Mas, houve acentuada
tendência dos que apresentaram o modelo de descontinuidade da matéria.
CONCLUSÃO
A maioria dos alunos não apresentou o conceito de difusão de gases conforme a teoria
cinético-molecular. Embora esse assunto não tivesse ainda sido discutido no ensino formal, os
diversos fenômenos cotidianos que envolvem esta característica dos gases e as abordagens
relacionadas à temática ambiental proporcionaram um delineamento das concepções dos alunos.
Os temas ambientais abordados são conhecidos dos alunos que muitas vezes emitem
frases feitas sobre os mesmos. Mas, nota-se um distanciamento da discussão com o
comportamento dos gases.
A noção de descontinuidade da matéria pode ser determinante para a compreensão da
difusão de gases.
Assim, a contextualização em temas como efeito estufa, queima de combustíveis fósseis
e carbono zero, é propicia para a abordagem do conteúdo curricular gases. A construção de
materiais didáticos com este enfoque deve considerar a discussão sobre as características da
matéria visando uma compreensão do modelo ciné tico dos gases ultrapassando interpretações
superficiais relacionadas às questões ambientais.
UFPR, 21 a 24 de julho de 2008. Curitiba/PR.
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REFERÊNCIAS
1- BRASIL, Ministério da Educação, Secretaria de Educação Média e Tecnológica.
Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Brasília: Ministério da
Educação, 1999.
2- Tolentino, Mario; Rocha-Filho, Romeu. A Química no efeito estufa. Química Nova na
Escola, nº 08, p. 10-14, nov. 98.
3- Ramos, Marise Nogueira. A Contextualização no Currículo de Ensino Médio: A necessidade
da crítica na construção do saber científico. Disponível em:
<http://www.sbfisica.org.br/ensino/arquivos/contextualizacao.pdf>. Acesso em: 14.abr.2008.
4- Mortimer, E.F.; Machado, A.H. Química para o ensino médio. São Paulo: Scipione, 2002.
5- Nussbaum, J., Novick, S. Brainstroming. In the classroom to invent a model: a case study.
Science Review, 62, (221), p. 771-778, 1980.
6- Moraes, R. Mergulhos Discursivos: análise textual qualitativa entendida como processo
integrado de aprender, comunicar e interferir em discursos. In: Galiazzi, Maria do Carmo;
Freitas, José Vicente. Metodologias Emergentes de Pesquisa em Educação Ambiental. Ijuí:
Editora Unijuí, 2005. p. 85-114.
Aprendizagem de Química - reprodução de
pedaços isolados de conhecimento? Química Nova na Escola, nº5, p.24-27, mai. 1997.
7- Justi, Rosária da Silva; Ruas, Rejane Mitraud.
UFPR, 21 a 24 de julho de 2008. Curitiba/PR.