A UTILIZAÇÃO DE SIMULADORES COMPUTACIONAIS COMO FERRAMENTA METODOLÓGICA FACILITADORA PARA O ENSINO DE QUÍMICA

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ensino de Química

Autores

Lima, A.M. (UFCG) ; Santos, G.L. (UFCG) ; Silva, A.S. (EEEFM JRO) ; Neto, M.H.L. (UFCG)

Resumo

O aprimoramento dos métodos educativos no ensino de química tem se tornado cada vez mais imprescindível, devido à importância que a Química exerce para a sociedade moderna. Nesse sentido, esse projeto tem por objetivo analisar a importância da utilização das tecnologias e diferentes metodologias no ensino de química. O projeto foi desenvolvido pelo PIBID/Química, onde utilizou-se três diferentes metodologias de ensino para aulas sobre reações química: aula teórica, experimental e simulação PhET. Nossos resultados demonstraram que os alunos tiveram mais engajamento e uma visão positiva quanto ao uso de simuladores como estratégia metodológica, possibilitando assim que eles obtivessem um maior desempenho quanto ao conceito de reações químicas e um maior interesse por esta ciência.

Palavras chaves

Reações Químicas; Simuladores PhET; Metodologias de Ensino

Introdução

A tecnologia está avançando a cada dia e, simultaneamente, a escola e os professores devem avançar também na forma como os conteúdos são abordados na sala de aula, com o intuito de que os alunos tenham uma aprendizagem mais significativa. As novas tecnologias de informação e comunicação (TIC’s), derivada da inclusão do computador em nosso dia a dia, vêm ganhando destaque em diversas áreas da ciência e ajudando professores e alunos no processo de ensino-aprendizagem. As novas tecnologias surgem com a necessidade de especializações dos saberes, um novo modelo surge na educação, com ela pode-se desenvolver um conjunto de atividades com interesses didático-pedagógica (LEOPOLDO, 2004, p.13). Essas tecnologias precisam ser utilizadas como ferramentas para uma aula onde o aluno possa apresentar o seu ponto de vista, discutir e solucionar problemas, tentando deixar de lado a forma do ensino tradicional. A inserção do computador é vista como uma maneira de salvar a excelência do ensino; como num passe de mágica, os estudantes se livrarem de aulas monótonas e chatas, sendo assim automaticamente eliminadas as aulas “tradicionais” (FERREIRA, 1998). Seu uso é um recurso para o educador propiciar o desenvolvimento do interesse de investigar, de aprender e de saber do aluno, criando assim, aulas onde o processo de ensino e aprendizagem é muito mais prazeroso e vantajoso. Segundo GABEL (1993), o estudo da química se torna mais interessante e de mais fácil compreensão quando trabalhado em três níveis de representação de um fenômeno químico, que são: o macroscópico (experimentos, observáveis), o microscópico (partículas, átomos, íons e moléculas) e o simbólico (símbolos, equações, coeficientes, gráficos e números). Dessa forma, o professor pode utilizar simuladores, que são um tipo específico de software, pois com isso, ele conseguirá mostrar como ocorrem fenômenos químicos abstratos, como a dissociação iônica, o arranjo das moléculas, equilíbrio químico, pH de solução e entre outros recursos. Muitas escolas não possuem laboratórios, o que leva o professor a trabalhar conteúdos de forma teórica, sem contar com recursos experimentais e isso pode prejudicar na aprendizagem do aluno, pois a teoria e a prática se complementam. A teoria e prática em sala de aula proporciona no aluno um parâmetro sólido entre o conhecimento científico e o seu conhecimento cotidiano (KRASILCHIK, 2005). Assim, a aprendizagem de química tende a se tornar algo de difícil compreensão por parte dos estudantes, uma vez que restam para os professores poucas alternativas para aproximar seus alunos do conteúdo. Apesar disso, existem vários aplicativos para smartphones e computadores que simulam laboratórios de química ou que representam modelos atômicos e moleculares, entre outros. Os softwares de simulação permitem a exploração de situações fictícias e de risco, possibilitando, por exemplo, trabalhar com materiais radioativos sem ter a necessidade de poluir um lago (PESSOA, 2007). Dessa forma, essas ferramentas podem ser utilizadas durante ou após as aulas expositivas, independentemente do assunto abordando, porquê não expõe os alunos à riscos nos laboratórios e possibilitam uma melhor visualização e compreensão do conteúdo. Portanto, a utilização das tecnologias de informação e comunicação é muito importante, pois é uma ferramenta que ajuda os professores a ministrarem suas aulas e permite que estas sejam mais proveitosas e um maior envolvimento dos alunos na sala de aula, superando a forma de ensino tradicional e focando em uma aula interativa. Esses recursos, quando usados nas escolas, também possibilitam que os alunos percebam que a internet pode ser usada como um meio de buscar informações úteis, onde eles podem compreender melhor a vida e a ciência e que a química está muito próxima do nosso cotidiano. Nesse sentido, essa pesquisa tem como objetivo estimular a melhoria do método das aulas de química, para desenvolver e/ou aprimorar nos alunos a compreensão dos conceitos de reações químicas e de suas possíveis aplicações em situações no cotidiano e para proporcionar a eles uma visão sobre a importâncias das tecnologias e de diferentes métodos de ensino-aprendizagem para a sua formação.

Material e métodos

A presente pesquisa foi desenvolvida no período letivo de 2019 pelo Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) subprojeto Química na Escola Estadual José Rolderick de Oliveira, localizada na cidade Nova Floresta- PB, com um total de 18 alunos de uma turma do 9° ano do ensino fundamental, sendo dois casos especiais com surdos. Inicialmente realizou-se uma breve apresentação do projeto e, posteriormente, uma problematização do conteúdo de reações químicas para chamar a atenção dos alunos, mostrando aos mesmos que as reações químicas estão muito presentes no dia a dia, como no preparo de um bolo, na respiração, na fotossíntese e etc. Em seguida, ministrou-se duas aulas de 45 minutos, onde apresentou-se algumas definições sobre conceitos necessários para compreender melhor o que são e os tipos de reações químicas (reações reversíveis e irreversíveis, reação de adição, decomposição, dupla troca, simples troca), mostrando exemplos e as condições necessárias para cada uma ocorrer. Posteriormente, os alunos foram levados ao laboratório de ciências da escola para a realização de um experimento chamado “violeta que desaparece”, onde dissolveu-se uma pequena quantidade de permanganato de potássio (KMnO4) em 40,00 mL de água, e adicionou-se 20,00 mL de vinagre e 20,00 mL de água oxigenada, ocasionando uma mudança de coloração de roxo para incolor. Explicou- se o porquê de a solução ter ficado incolor, mostrando as reações químicas envolvidas em cada etapa e os íons formados responsáveis por cada coloração. Em uma terceira aula, foi proposto aos alunos uma experiência com simuladores eletrônicos PhET, com reações químicas reversíveis e irreversíveis e condições para que elas ocorram, mostrando como a temperatura pode interferir na velocidade das reações e um outro simulador mostrando os reagentes sendo transformados em produtos. Por fim, foi aplicado um questionário para verificar as concepções de cada aluno sobre as intervenções realizadas e houve uma discussão sobre como as tecnologias poderiam estar mais presentes no ensino da química, se eles acharam que o uso dos simuladores os ajudou na compreensão do assunto abordado e qual metodologia eles mais gostaram e compreenderam melhor.

Resultado e discussão

A partir da análise de cada uma das abordagens feitas foi possível analisar os desafios e as vantagens e desvantagens que a inserção de diferentes métodos de ensino, como as TIC’s, pode despertar para os estudantes e professores. Na fase de planejamento, encontraram-se dificuldades relacionadas à disponibilidade de simuladores que abordassem o tema e a falta de recursos para realização do experimento. Constatou-se também que essa é uma das fases primordiais, onde o professor irá aprimorar seus conhecimentos e suas metodologias a fim de possibilitar uma melhor relação e desempenho dos alunos. No decorrer da aula teórica pôde-se perceber que os alunos não estavam familiarizados com os símbolos dos elementos, por consequência, alguns deles sentiram dificuldades em compreender alguns aspectos químicos e como ocorrem as reações químicas. Em relação aos alunos surdos, houve uma grande dificuldade por parte da intérprete em entender os conceitos químicos, dificultando também a compreensão dos dois alunos. Já na aula experimental (imagem 1) houve um maior entrosamento da turma se comparado a aula teórica, onde a ideia de sair da sala de aula convencional e ir para o laboratório promoveu curiosidade, percebendo-se um maior interesse e surgimento de questionamentos e discussões sobre as reações químicas. Alguns alunos foram chamados para realizar a prática, despertando mais a atenção deles e da turma e possibilitando o surgimento de mais perguntas e diálogos entre professores e alunos. Há uma necessidade urgente do uso de metodologias alternativas voltadas para o ensino da química buscando dessa forma, despertar o interesse sobre a componente programática Química […] (ARROIO et al., 2006). Dessa forma, o uso de diferentes metodologias em sala de aula possibilita que os alunos tenham um maior interesse e motivação para estudar esta ciência. Os alunos não estavam acostumados com uso de computadores nas aulas, deste modo, ao abordar os simuladores computacionais verificou-se que eles ficaram muito curiosos e que chamou bastante a atenção de toda a turma (imagem 2). No decorrer da aula os discentes mantiveram-se empolgados e atentos aos movimentos realizados pelos simuladores, isso mostra que essa ferramenta pode ser um ótimo recurso metodológico que desperta a atenção e o interesse dos alunos. Os alunos surdos demonstraram mais interesse por esse método do que pelo experimento, eles se disponibilizaram a ir ao computador realizar a simulação, prestando atenção em cada movimento das moléculas e fazendo questionamentos sobre as reações que estavam ocorrendo, como os reagentes se transformam em produtos e porquê ao aumentar a temperatura as moléculas ficavam mais agitadas. Segundo Gouvêa, Rufino e Nakamoto (2014, p. 8), o estudo do uso da tecnologia na Educação Especial e no processo de inclusão contribui de forma significativa para diminuir a exclusão de alunos com necessidades educacionais especiais, favorecer a oferta de um ensino de qualidade para todos os alunos e fortalecer a democracia do país. Tendo em vista que a aprendizagem desses alunos especiais é completamente audiovisual ou cinestésico, é de grande importância que os professores utilizem mais as tecnologias e diferentes metodologias para auxiliá-los nas aulas e proporcionar mais qualidade ao processo de ensino- aprendizagem desses alunos. Após as intervenções realizadas foi aplicado um questionário com o intuito de explorar o que a turma achou das abordagens feitas na sala de aula. Onde, a primeira pergunta do questionário tinha por objetivo analisar se os alunos acharam que a utilização dos simuladores na sala de aula facilitou a sua visão para compreender o assunto abordado. Como mostrado no Gráfico 1, a maior parte da turma (83,3%) afirmou que sim, 16,7% disseram que talvez e 0% responderam não. Nesse sentido, é possível perceber a importância de se utilizar tecnologias como auxílio nas aulas, pois, elas ajudam o aluno a compreender melhor os conceitos abordados e também auxiliam o professor a ministrar melhor a sua aula. Já a segunda pergunta do questionário (Gráfico 2) tinha como intuito analisar se os alunos participantes da pesquisa acharam que depois das intervenções seriam capazes de identificar uma reação química ou não. Onde apenas uma pessoa (5,6%) afirmou que não seria capaz de identificar, no entanto, a maior parte (55,6%) disseram que talvez conseguisse e 38,9% afirmou que sim. Assim, foi possível perceber que boa parte dos alunos conseguiram obter uma experiência positiva, que os auxiliou a entender alguns aspectos químicos que a aula teórica ou outro tipo de intervenção deixou a desejar. A terceira pergunta do questionário (Gráfico 3) tinha o intuito de saber qual dos métodos utilizados (experimento e simuladores) na aula ajudou os alunos a compreenderem melhor o assunto e qual eles acharam mais interessante. Onde, 83,3% da turma afirmou que ambos os métodos foram satisfatórios, 11,1% disseram que o segundo método os ajudou mais e 5,6% afirmaram que o experimento foi mais proveitoso. Dessa forma, pode-se perceber que a maior parte da turma achou as duas abordagens interessantes e que as duas se complementam para um melhor entendimento sobre o assunto. Na última questão foi perguntado aos alunos se eles acharam que os simuladores deveriam ser mais utilizados na sala de aula, como mostrado no Gráfico 4, 94,4% da turma afirmou que sim e apenas uma pessoa disse que não deveria ser utilizado. Tal fato torna notório que os alunos gostam que os professores levem os simuladores para a aula e que há uma grande necessidade disso ocorrer com mais frequência, pois, muitas escolas não possuem recursos ou há uma deficiência na formação de professores em relação a utilização das TIC’s e de metodologias inovadoras, ocasionando aulas repetitivas e tradicionais que não despertam o interesse e curiosidade dos alunos. Logo após a aplicação do questionário, houve uma discussão com a turma onde pode-se observar que os alunos se sentiram bastante a vontade em discutir sobre as intervenções. Alguns afirmaram que às vezes só aulas teóricas não são o suficiente para auxiliá-los na compreensão dos conteúdos. Por exemplo, o tema de reações químicas, onde novas formas de intervenções despertaram a curiosidade deles sobre o tema e transformaram a aula em um momento interessante, prazeroso e proveitoso. Muitos discentes preferiram a aula com os simuladores, afirmando que essa abordagem proporcionou a eles uma visão melhor de como acontece as reações, pois, com ele puderam ver as moléculas e os reagentes se transformando em produtos. Nesse sentido, pode-se identificar que utilizar diferentes abordagens é muito importante, pois alguns alunos irão sentir-se mais atraídos por um tipo do que os outros e assim pode-se suprir as necessidades de cada um.

Aula experimental e utilização de simuladores PhET.


Resultados do questionário respondidos pelos discentes.

Conclusões

Tendo em vista essas percepções, é notório que a busca de novas metodologias, a fim de favorecer o desempenho do discente, é de extrema importância para a difusão do conhecimento. Levar a tecnologia de forma significativa é uma evolução para o âmbito escolar, uma vez que o desenvolvimento tecnológico avança gradativamente e as necessidades de novos estímulos e forma de ensino também. As dificuldades encontradas no ensino de química por metodologias tradicionais podem diminuir com o uso de diferentes metodologias, pois a utilização de ferramentas digitais é capaz de abranger uma nova visão sobre essa ciência, despertando no aluno uma nova perspectiva sobre tal disciplina, além disso é importante que o docente esteja disposto a utilizar metodologias que possam contribuir para sua forma de mediar o conteúdo abordado em sala com o cotidiano dos alunos. Com o desenvolvimento do seguinte projeto pode-se concluir também que as TIC’s podem auxiliar o professor a ministrar aulas inclusivas, com mais recursos audiovisual que possibilitem aos alunos especiais diferentes formas de percepções e mais participação nas aulas, consequentemente, eles irão interagir mais com o professor/turma e terá mais interesse e facilidade em compreender os assuntos.

Agradecimentos

Agradecemos ao PIBID/CAPES pelo apoio financeiro e a UFCG pelo suporte científico.

Referências

ARROIO, A. et al. O Show da Química: Motivando o Interesse Científico. Química Nova, v. 29, n. 1, p. 173-178, 2006.
FERREIRA, V. F. As tecnologias interativas no ensino. Química Nova, São Paulo, v. 21, n. 6, p.780-6, nov./dez. 1998.
GABEL, D.; Use of the particule nature of matter in developing conceptual understanding. Journal of Chemical Education, 70(3), 1993.
GOUVÊA, Marianna Centeno Martins de; RUFINO, Hugo Leonardo Pereira; NAKAMOTO, Paula Teixeira. A Tecnologia assistiva na educação especial: uma alternativa na inclusão de alunos surdos. 2014. 09 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Curso de Educação, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro, Uberaba, 2014.
KRASILCHIK, Myriam. Prática de Ensino de Biologia. 2. ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2005.
LEOPOLDO, Luís Paulo. Novas Tecnologias na Educação: Reflexões sobre a prática. Formação docente e novas tecnologias. LEOPOLDO, Luís PauloMercado (org.). Maceió: Edufal, 2002. Cap. 1 Leopoldo, Luís Paulo/ Formação docente e novas tecnologias. 2002.
PESSOA, Adriano Bomtempo. A Informática como Instrumento Mediador do Ensino de Química Aplicada na Formação Inicial dos Professores. 2007. 171 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) - Departamento de Química, Universidade de Brasília, Brasília, 2007.