QUÍMIOPAR: O USO DA PLATAFORMA ARDUINO COMO FACILITADOR DO APRENDIZADO DE TERMOQUÍMICA

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Fonseca, K.L.B. (IFMA- CAMPUS MONTE CASTELO) ; Nascimento, S.F. (IFMA- CAMPUS MONTE CASTELO) ; Cavalcante, K.S.B. (IFMA- CAMPUS MONTE CASTELO) ; Godinho, A.S. (IFMA- CAMPUS MONTE CASTELO) ; Lino, S. (IFMA- CAMPUS MONTE CASTELO) ; Pedrosa, E.C. (IFMA- CAMPUS MONTE CASTELO)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo a utilização de uma plataforma de arduino, como ferramenta para o ensino de Termoquímica. Um método experimental alternativo de baixo custo e de fácil manuseio que utiliza um dispositivo para entrada de sensor de temperatura. Como ferramenta educacional, foi empregado de forma crítica para despertar a curiosidade e auxiliar o pensamento científico do estudante. O sensor controlado por arduino, designado de Químiopar, facilitou a assimilação dos conteúdos introdutórios de Termoquímica, no ensino Médio, especificamente reações exotérmicas e endotérmicas.

Palavras chaves

Tecnologias; Arduíno; Termoquímica

Introdução

Pesquisas realizadas recentemente apontam a necessidade de refletir sobre as metodologias usadas no ensino de química. Tais estudos revelam que a maioria dos alunos adquirem certa resistência durante a aprendizagem da disciplina, devido à falta de contextualização, não conseguindo correlacionar os assuntos abordados com o dia-a-dia do aluno, somado a exaustiva pratica de memorização, como decoração de fórmulas, nomenclatura, tabelas e gráficos (0SSIAN, 2015). Na teoria do construtivismo, Piaget fala sobre a importância de correlacionar o ensino com o cotidiano do aluno. Quando pensa-se em relacionar os conteúdos ministrados em sala de aula com a realidade, a tecnologia é o primeiro meio que pode-se pensar em usar à favor do ensino, uma vez que, as tecnologia estão inseridas em todas as áreas da atividade humana, seja na escola, em casa ou nas ruas. Dentre diversos exemplos de tecnologias que pode-se usar como ferramenta educacional pode-se citar as tecnologias assistivas (MANZINE, 2005), lousa digital interativas (NAKASHIMA, 2008), laboratórios virtuais de química, softwares que plotam gráficos, mesas pedagógicas e tablets (TEIXEIRA, 2013).A tecnologia Arduino tem se destacado por inúmeros benefícios, sendo aplicada na área de computação e eletrônica, mas também no meio educacional, atrai a atenção, instigando a curiosidade do aluno. O Arduíno vem combinando em uma plataforma microcontrolador, entrada analógica, saídas digitais, entre outras. O arduino tem maior vantagem sobre outros de mesma categoria. O objetivo principal deste trabalho foi incorporar a tecnologia como facilitadora no ensino das reações exotérmicas e endotérmicas através de um protótipo com Arduíno (Quimiopar) que foi utilizado durante uma aula experimental, no âmbito do PIBID.

Material e métodos

A confecção de um protótipo de termopar, denominado Químiopar, feito com arduíno, iniciou com a implementação do software-teste ( utilizando a plataforma online TinkerCAD). A ferramenta Quimiopar foi desenvolvida usando os seguintes equipamentos: 1 Plataforma Arduino; 1 Protoboard; Cabos para conexões elétricas; 1 Display LCD; 1 Sensor de Temperatura. A montagem seguiu as ligações do projeto previamente feitas no software livre TinkerCAD. Após a conclusão das ligações elétricas, o sensor de temperatura DS18B20 foi instalado. Em seguida foi desenvolvido o código para a plataforma Arduino, que possui uma memória para armazenamento podendo assim executar um código indefinidamente até que o controle seja desligado ou haja alguma interrupção externa. Para finalizar a montagem da ferramenta Químiopar foi necessário o uso de um programa para gravar o código desenvolvido na plataforma. Esse programa também é disponibilizado na internet de forma gratuita. O programa utilizado com êxito foi o Arduino 1.6.8. A plataforma Arduino usa a licença apen-source, dessa maneira, usuários podem modificar, produzir e comercializar placas e softwares. Contudo, devem manter a mesma estrutura e design proposta para placas. Após o estudo sobre Termoquímica, pelo método de ensino tradicional da professora de Química, foi realizando um experimento investigativo sobre reações exotérmicas e endotérmicas usando o Químiopar. Foram utilizados os seguintes materiais: copo descartável, gelo, Cloreto de sódio , Hidróxido de sódio e água. A avaliação da metodologia propostas foi realizada a partir de um questionário com 10 questões,. O trabalho foi desenvolvido na escola Unidade Integrada Estado de Alagoas em São Luís do Maranhão. Teve como público 24 alunos da 2° ano do ensino médio.

Resultado e discussão

Diversas reações químicas, endotérmicas e exotérmicas, estão presentes em nosso cotidiano, seja na locomoção dos veículos, ou até mesmo no organismo. Apesar deste atrativo, alunos da escola UI Estado de Alagoas demostraram dificuldade durante o estudo de termoquímica, pelo método tradicional, seja na compreensão de conceitos básicos ou na interpretação de gráficos das reações endo e exotérmicas. 97% dos alunos não conseguiam associar o conceito das reações com o gráfico, 98% não identificaram os gráficos de cada reação. Mediante a essa dificuldade levou-se a ferramenta Químiopar à sala, para facilitar o aprendizado, em especial a construção de gráficos. Quando foi apresentado a ferramenta em sala, os alunos ficaram muito curiosos como aquela pequena ferramenta poderia “montar” um gráfico, então foi feito questionamentos com relação ao conteúdo e conceitos básicos sobre reação endo e exotérmica, durante os questionamentos ainda era nítido a dificuldade dos alunos. Os experimentos com Hidróxido de sódio e água, que caracteriza uma reação exotérmica, e Cloreto de sódio com gelo, que caracteriza uma endotérmica. O que chamou a atenção dos alunos durante a prática foi o a plotagem do gráfico no químiopar, eles puderam ver toda a construção do gráfico durante a reação. Durante a aplicação de um segundo questionário após a demonstração, a compreensão dos alunos melhorou consideravelmente. Segundo os dados do questionário 99% dos alunos conseguiram identificar os gráficos das reações e conceituar-las. Ao avaliar a metodologia eles falaram sobre o valor da tecnologia no ensino: “Quando olhei o aparelho construir o gráfico, o conteúdo começou fazer lógica pra mim, também achei importante ter levado a tecnologia para a sala de aula já que ela faz parte do nosso cotidiano"(Aluno)

Conclusões

O uso da tecnologia em prol do ensino, tende ajudar a melhor qualidade da relação do ensino-aprendizado, visto que, a tecnologia faz parte do cotidiano do ser humano. Ao levar o químiopar para sala de aula, foi percebido grande interesse dos alunos, em ver o seu funcionamento e também os resultados obtidos durante a aula, assim alcançando objetivo proposto no trabalho, levar a tecnologia a sala de aula, aguçar o interesse dos alunos e também melhorar a assimilação do conteúdo ministrado.

Agradecimentos

Ao IFMA e a Profa. Kyane.

Referências

Manzini, E. J. Tecnologia assistiva para educação: recursos pedagógicos adaptados. In: Ensaios pedagógicos: construindo escolas inclusivas. Brasília: SEESP/MEC, p. 82-86, 2005.
Nakashima, R. H. Sistematização de indicadores didático-pedagógicos da linguagem interativa da lousa digital. In: VII CONGRESSO NACIONAL DE EDUCAÇÃO (EDUCERE), 2008. Curitiba. Anais. p. 10782-10790.
OSSIAN,J. O. G. Perspectivas de Novas Metodologias de Ensino da Química; Revista Espaço Acadêmico, (2015)disponível em: eduem.uem.br/ojs/index.php/EspacoAcademico/article/download/15092/9741. Acesso em: 01 jul. 2017
Teixeira, G. B.; Silvia, C. F. B.; Moreira, L. S.; Behar, P. A. Uso educacional de tablets: estudo de caso na formação inicial de professores de matemática. Revista Novas Tecnologias na Educação (Renote), v. 11. n. 1, 1702. ed. Local: UFRGS, 2013.