Energia nuclear: Uma proposta interdisciplinar para o ensino de Química

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ensino de Química

Autores

Rocha, F.A. (UFOPA) ; Fernandes, J.C. (UFOPA)

Resumo

O tema energia nuclear é proposto para aprendizagem de conceitos de química no terceiro ano do ensino médio, desde atomistica até radioatividade. No desenvolvimento dessa proposta procurou-se integrar os conhecimentos de Química, Física e Matemática. Sessenta aulas foram elaboradas para os quatro bimestres do curso, sendo a duração de cada aula de 50 minutos A maioria das aulas foram planejadas para ser expositiva-dialógica, sendo em algumas empregados documentários científicos para introdução dos conteúdos chaves. Nas aulas procurou-se trabalhar aspectos tecnológicos e a interpretação de gráficos, tabelas e relações matemáticas, conforme preconiza os parâmetros curriculares nacionais (PCNs) e a atual Base Nacional Comum Curricular (BNCC).

Palavras chaves

energia nuclear; 3° ano do ensino médio; atomistica

Introdução

Em geral, o conteúdo de atomística que engloba desde modelos atômicos até radioatividade é ministrado no primeiro ano do ensino médio [1,2]. Contudo, o conceito de átomo é abstrato e o entendimento superficial dele pode levar a falhas na aprendizagem pois se faz necessário para introduzir esse conhecimento no primeiro ano do ensino médio uma postura didática limitada e excludente. O desenvolvimento do conhecimento de átomo abrange tanto conteúdos físicos de mecânica até eletricidade e conceitos matemáticos que são vistos ao longo das séries do ensino médio. Portanto, seguindo uma ordem lógica de conteúdos programáticos, o tema atomistica deveria ser ministrado no terceiro ano. A aplicação mais importante para a sociedade do conhecimento de átomo é a geração de energia elétrica em usinas nucleares. Este tema é complexo porque envolve uma dicotomia entre desenvolvimento da sociedade e a preservação do meio ambiente. Muitos especialistas são contra a construção de novas usinas nucleares devido aos acidentes ocorridos no passado, tais como o caso do Césio 137 em Goiânia, Chernobyl na antiga URSS e Three Mille Island nos EUA. Por outro lado, a quantidade de energia produzida por essas usinas é milhares de vezes maior que em uma termoelétrica, uma vez que um grama de urânio libera 200 vezes mais energia do que um quilograma de carvão. O conceito de átomo também está relacionado com uma série de desenvolvimentos tecnológicos, como lasers e televisores de raios catódicos ou LED, os quais fazem partes do cotidiano dos estudantes e podem ser utilizados na contextualização do conteúdo. Dessa forma, essa proposta visa formar cidadãos mais conscientes com as politicas públicas voltadas a geração de energia elétrica, bem como formar melhores consumidores de produtos tecnológicos.

Material e métodos

Como estratégia buscou-se no planejamento das aulas a construção do conhecimento dos estudantes o conceito formal sobre o tema energia nuclear. As aulas foram elaboradas seguindo um mapa conceitual (Fig. 1), a partir de um contexto macroscópico para microscópico. Na primeira aula busca-se apresentar aos discentes os principais acidentes nucleares que ocorreram no mundo ou o processo de funcionamento de um reator nuclear para a geração de energia elétrica. Isto pode ser feito através de documentários que são transmitidos em canais como TV escola. Com esta introdução as aulas seguintes foram preparadas buscando explicar fatos e fenômenos descritos nesses documentários de acordo com o conceito 5W e 2H (Porque, O que, Quando, Qual, Onde, Como e Quanto). A partir do conteúdo de atomística apresentado no documentário, as aulas posteriores são desenvolvidas com intuito de explorar esses prévios conhecimentos que os estudantes adquiriram, buscando aprofundar os conceitos do básico para o formal seguindo assim os preceitos de Ausubel de aprendizagem significativa [3]. As aulas foram planejadas seguindo um contexto histórico de desenvolvimento científico de átomo começando desde a teoria do Flogisto até o modelo atômico de Bohr. Nesse processo deduções de fenômenos físicos como os experimentos de Thomson para a medida da relação entre a massa e a carga do elétron até a medida desta última por Millikan podem ser trabalhados no contexto do ensino médio desde que os estudantes já possuem todo conhecimento prévio de Física. A partir disso outros conteúdos como estequiometria, lei dos gases, ligações químicas, cinética química podem ser ministrados, além de demonstrar os cálculos envolvidos na energia liberada nessas reações nucleares, através da aplicação da equação de Einstein.

Resultado e discussão

Abordar os conceitos químicos envolvidos nos processos de geração de energia elétrica a partir de usinas nucleares, no 3º ano do ensino médio, visa trabalhar o conteúdo de forma interdisciplinar e contextualizada. Com a apresentação de documentários busca-se instigar a curiosidade dos alunos e fornecer os subsunçores necessários para aprofundar os conceitos do básico para o formal, e assim atingir o máximo de compreensão do assunto, criando dessa forma, uma aprendizagem significativa [3]. O ensino de Química muitas vezes é caracterizado por uma ordem de conteúdos programáticos, onde atomística é repassado na primeira série do ensino médio. No entanto, essa ordem cronológica não é legitimada nos PCNs, que visa padronizar os conteúdos que devem ser trabalhados em todo o país e não a sua sequência. O conteúdo de atomística é abordado nos primeiros anos do ensino médio, porque os livros didáticos de química organizam seu conteúdo do ponto de vista microscópico para o macroscópico. Esta orientação acarreta má formação do conceito de átomo, visto que para se ter o entendimento desse conteúdo, o estudante deveria possuir uma boa base, em leis físicas e matemática. O curso foi projetado para ser ministrado de forma expositiva e dialogada, pensando na baixa infraestrutura das escolas públicas e busca a aprendizagem dos conteúdos de forma a capacitar os alunos a tomarem suas próprias decisões em situações problemáticas de interesse da sociedade, contribuindo assim para o desenvolvimento do estudante como cidadão [4]. Ao final do curso, os estudantes devem adquirir competências no sentido de realizarem avaliações sobre os benefícios nos processos de energia nuclear, além dos riscos e impactos ambientais causados pelo progresso científico e tecnológico.

Mapa conceitual elaborado para o planejamento das sessenta aulas.

Conclusões

Articular o conhecimento científico e tecnológico de forma temática é de suma importância para integrar os conhecimentos de Química, Física e Matemática, os quais são abordados nos PCNs e atual BNCC. Neste enfoque, julga-se indispensável trabalhar aspectos tecnológicos como a proposta do uso da energia nuclear como tema para a disciplina de Química do terceiro ano do ensino médio. Desta forma as aulas podem ser elaboradas com ênfase na interpretação de gráficos, tabelas e relações matemáticas, desenvolvendo assim, a capacidade dos estudantes de questionar processos naturais e tecnológicos.

Agradecimentos

Referências

Referências
1. FONSECA, M. R. M. Química, 1. ed., São Paulo: Ática, vol. 1, 2013.
2. FELTRE, R. Química, 6. ed., São Paulo: Moderna, vol. 1, 2004.
3. AUSUBEL, D. P. The Psychology of Meaningful Verbal Learning: An Introduction to School Learning, New York: Grune & Stratton, 1963.
4. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO. Parâmetros curriculares Nacionais. Brasília: MEC/SEF, 2017.