APLICAÇÃO DA METODOLOGIA ATIVA POGIL COM BOLSISTAS CNPq Jr DE PROJETO VINCULADO AO PROGRAMA NACIONAL OLIMPÍADAS DE QUÍMICA - RELATO DE EXPERIÊNCIA

Autores

Gramosa, N.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Moura, S.B.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Monte, M.T. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Valentino, J.A.V. (COLÉGIO MILITAR DE FORTALEZA) ; Machado, G.V. (COLÉGIO MILITAR DE FORTALEZA) ; de Andrade, J.L. (ESCOLA POLIVALENTE MODELO DE FORTALEZA) ; Monteiro, I.C.C. (INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGI) ; Freitas, A.L.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Baracho, P.H.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Ribeiro, M.E.N.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ)

Resumo

Metodologias ativas de ensino, como o POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning – Processo de Aprendizagem Orientado por Investigação Guiada), mostram-se como práticas pedagógicas de grande aplicabilidade para atingir o objetivo de formação de um cidadão integral. Este trabalho aborda o relato de experiência quanto ao uso da metodologia ativa POGIL no ensino do conteúdo de Forças Intermoleculares a um grupo de estudantes olímpicos de escolas públicas contemplados com bolsas de Iniciação Científica Júnior (CNPq Jr) vinculadas ao Projeto do Programa Nacional Olimpíadas de Química fomentado pelo CNPq. Tivemos boa aceitação da metodologia, engajamento dos estudantes e a e a intervenção foi avaliada, tanto pelo professor como pelos discentes, de forma positiva.

Palavras chaves

Tema gerador; Polímeros; Metodologia ativa

Introdução

No ensino da Química, de acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM), os conteúdos devem ser apresentados de forma a promover uma formação geral com preparação científica, bem como capacidade de utilização das diferentes tecnologias formando, portanto, um cidadão mais integral (BRASIL, 2000). No entanto, neste processo formativo, nos deparamos com a dificuldade do ensino e aprendizagem da química devido à ausência de compreensão dos níveis macroscópico, microscópico e simbólico, que são, inegavelmente, necessários para a aprendizagem (SOUZA; CARDOSO, 2008). A presença de uma linguagem formal e técnica, afeta e reduz a aprendizagem da química, pois os estudantes não conseguem compreender os conteúdos e realizar análises de processos simples que, muitas vezes, ocorrem dentro da realidade deles, a qual é interligada por meio desta linguagem (PAULETTI; FENNER; ROSA, 2013). Nesse contexto, torna-se visível que o ensino da Química para ser efetivo deve ser questionador, estimulante, desafiador e problematizador e assim tornar a linguagem química compreensível (PAULETTI, F. FENNER, R. S. F. ROSA, M. P. A, 2013). Um dos maiores desafios da educação é promover reformas que, de fato, acompanhem o desenvolvimento cientifico, tecnológico, ambiental e social (SOUZA; DOURADO, 2015). Para que isso de fato aconteça é necessário desenvolver um ensino de Química no qual o aluno, passe de passivo no processo educacional, para o ativo, deixando de ser um mero receptor de informações para se transformar no construtor de seus conhecimentos, os quais devem auxiliar na sua vida e nas situações sócio interativas (LIMA; LEITE, 2012). Por meio desse conceito pode-se incluir que as metodologias ativas de ensino são boas medidas a serem aplicadas durante a processo de ensino de Química, pois além de se diferenciarem do método tradicional, elas também conseguem analisar as dificuldades dos discentes nessa matéria. Entende-se que as metodologias ativas estimulam o aprendizado e a responsabilidade do aluno no seu próprio processo educacional. Entre as metodologias ativas destaca-se o POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning – Processo de Aprendizagem Orientado por Investigação Guiada) que se dá pela execução de atividades em grupos e o professor age como um agente facilitador, tirando as dúvidas e monitorando a execução da atividade. Nesta metodologia, os discentes são divididos em grupos de 3 ou 4 pessoas, onde cada membro do grupo possui uma função como apresentador (pode ter até 2), coordenador e secretário. A utilização dessa metodologia desenvolve habilidades sociais, além de facilitar a construção do conhecimento dos estudantes, através da utilização de perguntas que consideram seus conhecimentos prévios, permitem discussões durante a atividade, bem como a realização de feedback por parte do professor na sua finalização (PEREIRA, 2019). A metodologia POGIL foi desenvolvido na década de 90 para o ensino da superior de química geral, mas vem sendo empregada com êxito na graduação de outras áreas como também no nível médio (CASCOLAN, 2019; PEREIRA, 2019). O intuito do desenvolvimento desta metodologia é substituir a transmissão de conteúdo em sala de aula, de modo a envolver o estudante na discussão sobre o que se está estudando (EBERLEIN et al. 2008). O POGIL é marcado pela colaboração, a qual é fundamentação no sócio construtivismo (CHASE, PAKHIRA, STAINS, 2013). Um dos elementos importantes na aplicação dessa metodologia é um bom modelo de estudo abordando o conteúdo, que pode ser um texto, imagem, tabela, gráfico ou a junção desses. Os tipos de questões que podem ser abordadas na atividade POGIL também têm função fundamental para bom desenvolvimento da atividade. As questões são chamadas de questões de exploração (QE), questões de criação de conceito (QCC) e questões de aplicação (QA), pois esses elementos vão de acordo com o ciclo de aprendizado de Karplus, o qual envolve três fases: a exploração, a introdução do conceito e a aplicação do conceito (KARPLUS, BUTTS, 1977). O diferencial dessa metodologia está no foco de questões críticas e na divisão de funções entre os estudantes, assim promovendo além do aprendizado do conteúdo um desenvolvimento das habilidades sociais e cognitivas. É importante lembrar que a aplicação dessa metodologia não exclui o uso de outras ou da metodologia tradicional, pois o equilíbrio entre as metodologias é que gera uma melhor eficiência no aprendizado (EBERLEIN et al. 2008). Portanto, este trabalho visou observar as vantagens e/ou dificuldades com a aplicação da Metodologia Ativa POGIL no ensino do conteúdo de forças intermoleculares a estudantes bolsistas de Iniciação Cientifica Jr do CNPq (CNPq Jr) do Programa Nacional Olímpiadas de Química funcionando como piloto para aplicação em sala de aula das escolas públicas de Fortaleza.

Material e métodos

- Objetivos e Amostra Utilizamos a metodologia ativa POGIL e o assunto polímeros como tema gerador para a abordagem e aprofundamento dos conceitos de forças intermoleculares, tendo como amostra 6 bolsistas de Iniciação Científica Junior vinculados ao Projeto do Programa Nacional de Olímpiadas de Química do CNPq da Universidade Federal do Ceará – tais bolsistas são alunos do 1° ao 3° ano do ensino médio de escolas públicas da cidade de Fortaleza–CE. Este grupo de alunos serviu como piloto para estímulo desta atividade em aulas do mesmo tema ou até outros temas no Ensino Médio de suas escolas. - Elaboração das atividades Foram elaboradas três atividades para abordagem do conteúdo de forças intermoleculares que foram aplicadas em 3 encontros. Cada atividade desenvolveu um tópico específico e foram subdivididas em dois modelos, um modelo apresenta os conceitos necessários para o entendimento e desenvolvimento do tópico e o outro modelo contextualizam os conceitos desenvolvidos com o tema gerador escolhido (polímeros). Ou seja, em cada atividade, tem-se a seguinte organização: Modelo 1 (Quadro Informativo), seguido de Questões de Exploração (QE–1° Fase), Questões de Criação de Conceito (QCC – 2° Fase) e Modelo 2 (Quadro Informativo) e Questões de Aplicação (QA – 3° Fase). - Dados de pós-aplicação Já esses dados se referem aos resultados obtidos pelas etapas após a aplicação da atividade POGIL seguindo as seguintes etapas: 1. As respostas atribuídas pelos grupos participantes da atividade, sendo recolhidas logo após o término de cada aula em que a metodologia foi aplicada e seus dados identificam se os alunos atingiram os objetivos de aprendizado estabelecidos. 2. Um questionário aplicado no fim das aulas de aplicação da proposta, os alunos o responderam que foi estruturado com escalas de Likert com objetivo de identificar as opiniões dos estudantes quanto a metodologia e o método de apresentação dos conceitos de forças intermoleculares. 3. As principais dúvidas dos alunos observadas pelo professor durante o período da atividade, para analisar a eficiência das atividades projetadas e se estão como esperado para o ensino médio e compará-las com os resultados obtidos. Entre essas etapas a segunda (2°) foi analisada entre os dados dessa categoria. - Elaboração do questionário de concepção dos alunos Utilizou-se a escala de Likert como método de avaliação de opinião dos alunos participantes das aulas de aplicação da metodologia, devido sua clareza nos resultados e facilidade de aplicação. O questionário se baseou em quatorze (14) afirmações auto-descritivas onde os estudantes deveriam escolher apenas um dos cincos níveis de grau de concordância. As opções de resposta possuem descrições verbais que contemplam os extremos. Variaram de “concordo totalmente” a “discordo totalmente”. Criou-se também um espaço aberto e não obrigatório para que cada aluno exponha sugestões, comentários e considerações acerca da metodologia adotada.

Resultado e discussão

É importante destacar que em relação as questões aplicadas, usou-se o ciclo de Karplus como base, assim elaborando questões com finalidades distintas e com uma organização definida. Quanto ao significado destes conceitos, é importante destacar que as Questões de Exploração (QE – 1° Fase) são perguntas as quais o estudante deve retirar do modelo informações para encontrar uma resposta. As Questões de Criação de Conceito (QC – 2° Fase) são aquelas em que a partir da leitura do texto e dos conhecimentos prévios é possível entender uma parte mais profunda ou específica do conteúdo e por último, as Questões de Aplicação (QA – 3° fase) são aquelas as quais são perguntas sobre um problema teórico ou cotidiano em que o conhecimento do assunto pode ser aplicado. Quanto as atividades, elas foram assim organizadas: A atividade 1 correspondeu ao tópico de introdução ao tema, delimitando os conceitos de forças intermoleculares e forças intramoleculares por meio de uma comparação dos diferentes estados de agregação da matéria e da intensidade dessas forças e parte de contextualização se destinou a analisar as diferentes características apresentadas por materiais poliméricos que estão presentes em automóveis (PU, PET, PC e PP). A atividade 2 correspondeu ao tópico de tipos de forças intermoleculares, assim conceituando cada um dos diferentes tipos de força intermolecular por meio de uma definição, variação de parâmetro energético e representação da interação com estruturas moleculares. O modelo 2 (parte de aprofundamento) se destinou a descrever as características e estrutura da borracha natural antes e após o processo de vulcanização. A atividade 3 correspondeu ao tópico de influência das forças intermoleculares no ponto de fusão e ebulição, examinando como ocorre essa influência por meio da comparação de valores presentes em uma tabela com exemplos de moléculas sob forças intermoleculares distintas e, uma outra, com moléculas que estão sujeitas ao mesmo tipo de força. O modelo de contextualização destinou-se a classificar em termoplástico ou termofixo os polímeros até então apresentados e presentes nos automóveis (PC, PP, PET, PU e borracha vulcanizada) a partir de suas características estruturais e comportamento. No geral, não se percebeu dificuldade em compreender e aplicar os conceitos por parte dos alunos durante a realização das três atividades supracitadas, mesmo considerando os diferentes níveis dos bolsistas na época da realização do estudo (1°, 2° e 3° ano do Ensino Médio). Os assuntos abordados na atividade eram discutidos com o professor ao final de cada encontro. Vale ressaltar que as funções atribuídas a cada aluno, bem como o grupo mudava a cada aplicação da atividade para manter sempre o dinamismo da metodologia, bem como promover a socialização entre eles, atingindo assim o objetivo desta proposta ativa de ensino. Quanto a análise do questionário pós-realização das atividades, temos os seguintes achados: A 1° afirmativa tratou que “A formação de grupos estimulou a participação de todos na resolução das atividades propostas.” e obteve-se 16,6% que concordam totalmente, 66,7% concordam e 16,6% que foram imparciais quanto a essa afirmativa. A 2° afirmativa abordou o mesmo aspecto de forma diferenciada da 1° afirmativa visando observar a atenção do estudante na resposta do questionário. A sentença foi “A formação de grupos não estimulou a participação de todos e apenas alguns integrantes do grupo realmente participaram das atividades propostas.” Obteve-se 16,6% que concordou, 66,7 % que discordou e 16,6% que discordou totalmente. A 3° afirmativa foi “A metodologia POGIL contribuiu para a aprendizagem do conteúdo tratado como também permite o desenvolvimento de habilidades como, por exemplo, trabalho em grupo, comunicação, autoavaliação e pensamento crítico. 50% dos alunos concordaram totalmente com essa afirmativa e os outros 50% concordaram. Na 4° sentença afirmou-se que “A metodologia POGIL contribuiu apenas para a aprendizagem do conteúdo tratado.” 50% discorda dessa afirmação, enquanto 33,3% foi imparcial e 16,7% concordaram. A 5° afirmativa foi “A divisão em grupos tornou a sala de aula bagunçada e desordeira enquanto que a atribuição de funções não teve êxito.” 50% discorda dessa afirmação e os outros 50% discordaram totalmente, o que nos leva a concluir que todos (100%) não visualizaram a atividade de forma negativa. A 6° sentença abordou se “A divisão em grupos e atribuição de funções para cada integrante permitiu maior interação entre alunos e professor.” 83,3 % Concordam com essa afirmativa somado aos 16,7% que concordam totalmente. Como cada membro do grupo assume uma função, simulando um ambiente de trabalho percebe-se que os grupos se tornam autogerenciáveis ao longo das atividades (ou seja, seus membros tornam-se mais participativos, autônomos e críticos) fato observado também no estudo de caso sobre a compreensão do conceito de Equilíbrio Químico (PEREIRA, BARROSO, OLIVEIRA, 2021). Na 7° sentença afirmou-se que “O professor teve papel central na construção do conhecimento e na exposição dos assuntos tratados.” Aqui tivemos um resultado que foge do esperado, pois apenas 16,7% discordou desta afirmativa, 33,3% foi imparcial a esta afirmativa, enquanto que 33,3 % concordaram e os 16,7% concordaram totalmente. No entanto, o professor só mediava a atividade. Não houve exposição do conteúdo. Portanto, não se sabe em que contexto os alunos possam ter compreendido essa afirmativa, se relativa à atuação do professor ativamente monitorando a atividade ou se relacionado à explicação do assunto, o qual só ocorria ao final da atividade, na forma de feedback. Percebe-se essa possível confusão quando analisamos a 8° sentença, na qual afirma-se que “Os alunos, de forma colaborativa e participativa, tiveram papel de protagonismo na construção do conhecimento.”, pois 66,7% concordaram totalmente somado aos 33,3% que concordaram com a sentença, o que perfaz 100%. Alunos envolvidos no estudo piloto de ensino de programação relataram estarem motivados durante as aulas (PINTO et al., 2022). Isso torna-se possível, pois o professor assume o papel de facilitador, mediador, enquanto os alunos colaboram na construção dos conceitos, no comprimento das funções e interações sociais com seu grupo (SIMPLÍCIO, SOUSA, DOS ANJOS, 2020). Na afirmativa 9 ao afirmar que “Tive dificuldades em interagir com o grupo pois não me senti integrado nem encorajado a socializar ideias.” obteve-se 16,7% de imparcialidade, 16,7% de discordância total e 66,6% de discordância. Enquanto a afirmativa 10 abordou sobre “Senti-me encorajado a socializar as ideias o que reforçou o aprendizado e contribuiu para a construção correta do conceito estudado.” trazendo16,7% de imparcialidade, 16,7% de discordância e 66,6% de concordância. Na sentença 11 afirmou-se que “As informações fornecidas nas atividades foram suficientes para a permitir uma discussão em grupo, gerar os questionamentos necessários para a compreensão do assunto tratado e resolver as questões de aplicação do conceito propostas.” Mostrando 100% de concordância, seja ela total ou não. Na sentença 12 foi abordado que “O assunto seria melhor compreendido se o professor tivesse exposto o assunto no quadro, solicitado que os alunos copiassem e fornecidos questões para a resolução individual.” E os alunos mostraram 100% imparciais a esta afirmativa. Na sentença 13 abordou-se que “As aulas foram chatas e cansativas.” e embora 16,7% tenha sido imparcial, teve-se 66,6% de discordância total juntamente com 16,7% de discordância, o que demonstra que metodologias ativas promovem bem estar físico e mental durante as atividades, como relatado em alguns estudos (PEREIRA et al., 2019, PINTO et al., 2022). Na sentença 14 afirmou-se que “Gostaria de ter mais aulas com a metodologia POGIL.” Obtendo-se 66,6% de concordância juntamente com 16,7% de concordância total embora 16,7% tenha sido imparcial.

Conclusões

A metodologia foi bem aceita pelos bolsistas. Percebeu-se que ocorreu o engajamento dos estudantes e a intervenção foi avaliada, tanto pelo professor como pelos discentes, de forma positiva, demonstrando a importância da prática docente por meio de metodologias ativas de ensino como o POGIL. Acredita-se que o POGIL é útil para abordagem qualitativa e conceitual de outros temas da Química. No caso especifico deste estudo de caso, observamos ser possível aplicar esta metodologia ativa para ensino de conceitos de Ciências e Química nos diferentes anos do Ensino Fundamental e Médio e que os bolsistas de Iniciação Científica Júnior do Projeto vinculado ao Programa Nacional Olímpiadas de Química podem ser os agentes mediadores junto aos professores de suas escolas.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq pelo fomento dos bolsistas de Iniciação Científica Jr do Projeto vinculado ao Programa Nacional Olímpiadas de Química.

Referências

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