Autores

Menoli, C.S. (UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL) ; Amaral, C.L.C. (UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL)

Resumo

Esse artigo tem como objetivo apresentar o resultado de uma experiência desenvolvida no ensino do Efeito Estufa a partir do uso do simulador PhET construído pela Universidade do Colorado. Participaram dessa experiência 34 alunos da segunda série do Ensino Médio Integrado ao Técnico de Química de uma Escola Técnica Estadual localizada na zona oeste da cidade de São Paulo. Sua aplicação ocorreu de forma remota devido a pandemia da Covid 19 que interrompeu as aulas presenciais. Após o término da experiência, os alunos avaliaram as etapas. De acordo com suas respostas, o simulador os auxiliou na aprendizagem e na importância do fenômeno na sobrevivência das espécies no planeta.

Palavras chaves

Efeito Estufa; Aprendizagem; Tecnologia

Introdução

Introdução Efeito Estufa. Aquecimento global. Desde a década de 1990, a partir da divulgação do primeiro relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), esses termos vêm ganhando visibilidade não só na comunidade científica, mas também do governo, da sociedade e da mídia. De acordo com esse relatório as mudanças climáticas são provocadas pelas atividades humanas que aumentam as concentrações atmosféricas de gases do efeito estufa (GEE) e é responsável pela intensificação de diversos fenômenos como acidificação e elevação dos níveis dos oceanos, derretimento das calotas polares e perda da biodiversidade (IPCC, 2007). Nesse contexto é fundamental que a sociedade discuta maneiras de desaceleração da emissão dos GEE. Embora esse assunto tenha despertado o interesse da mídia e vem ganhando cada vez mais espaço nos jornais, televisão, debates políticos, o assunto ainda é abordado de forma, muitas vezes superficial, sem dados científicos. É importante que essas questões sejam discutidas na escola, pois como descreve Penteado (2012), o conhecimento de questões ambientais deve passar de informativo (superficial) para formativo (consciente e atuante) e a escola tem esse papel. Essa compreensão passa pela Educação Ambiental que de acordo com a Lei n° 9.795/99 “deve estar presente em todos os níveis e modalidades do processo educativo formal e não formal” (BRASIL, 1999, p.1). Entretanto, para discutir as questões que envolvem o aquecimento global é importante que o estudante compreenda o que é e como ocorre o efeito estufa para que as informações se transformem em conhecimentos e a sua mitigação dos problemas ambientais, pois como diz Rodrigues (2009), a soma positiva de pequenas ações, multiplicadas por milhões de pessoas, pode levar a efeitos decisivos. Em uma aula do tipo presencial, para a discussão dessa temática o professor pode se utilizar de várias ferramentas. Entretanto, no ensino remoto essa discussão é facilitada quando utilizamos as ferramentas digitais. Assim, nesse artigo apresentamos o resultado de uma experiência em sala de aula remota onde utilizamos uma ferramenta digital, o simulador PhET, para demonstrar a propriedade de absorção de radiação infravermelha pelos GEE. Efeito Estufa O Efeito Estufa é um fenômeno que ocorre na atmosfera terrestre provocado pela presença de vapor d’água, gás carbônico (CO2), monóxido de dinitrogênio (N2O), metano (CH4) e outros gases chamados GEE, que retém 65% da radiação eletromagnética na faixa do Infravermelho proveniente do Sol (ADAMS, 2007) de forma a gerar condições que permitem a existência da vida no planeta. De acordo com Molion (2018) esse fenômeno faz com que a temperatura média do ar, próximo à superfície da Terra, seja cerca de 15°C. Se não fosse o efeito estufa, a temperatura da superfície seria -18°C, ou seja, ele é importante para nossa sobrevivência. Seu nome é uma analogia a uma estufa para plantas que por ter uma cobertura de vidro, deixa entrar a luz solar (ultravioleta e visível), mas não deixa sair o calor, ou seja, a radiação infravermelha, como explica Lobato et al. (2009). Quando isso acontece, essas moléculas sofrem excitação eletrônica e vibram, aumentando assim sua energia cinética. O aumento da energia cinética média aumenta seus movimentos de vibração, rotação e translação e esse aumento faz com que emitam a radiação na região do infravermelho, que fica presa na superfície da Terra, aquecendo-a. Apesar de ser benéfica, o aumento na concentração desses GEE, principalmente CO2 e CH4, na atmosfera está relacionado as atividades humanas, ocorrida sobretudo após a Revolução Industrial. Segundo Damásio (2021) no ano de 2019, o Brasil foi o 6º país que mais emitiu GEE no mundo, com 3,2% das emissões líquidas globais, atrás da China (23,7%), dos Estados Unidos (12,9%), da União Europeia (7,4%), da Índia (6,5%) e da Rússia (4,2%). Alguns fatores contribuem para o aumento da concentração desses gases na atmosfera como o desmatamento, a queima de combustíveis fósseis para gerar energia (como petróleo, carvão mineral e gás natural) e agropecuária. Esse aumento eleva a temperatura média do planeta, ocasionando diversas mudanças climáticas (ANDERSON et al., 2021). Para facilitar a compreensão dos estudantes sobre o efeito estufa utilizamos como recurso didático um simulador desenvolvido na Universidade do Colorado que é de fácil uso e acesso aos estudantes e auxilia o aluno a refletir a respeito das consequências do nosso modo de vida sobre o planeta e a identificar práticas cotidianas estimulando-os a uma mudança de atitude. Esses recursos computacionais, como descrevem Lucena, Santos e Silva (2013), auxiliam o processo de ensino aprendizagem aproximando a teoria da prática bem como inserindo a tecnologia no sistema educacional. Acreditamos que o uso de simuladores possibilita que o aluno compreenda com mais facilidade os conceitos estudados em sala de aula e o leva a participar do seu processo de aprendizagem.

Material e métodos

Metodologia Participaram dessa experiência 34 alunos da segunda série do Ensino Médio Integrado ao Técnico de Química de uma Escola Técnica Estadual localizada na zona Oeste da cidade de São Paulo. Os alunos tinham entre 15 e 18 anos e cursavam a disciplina de Química Ambiental que faz parte da Base Técnica. Sua aplicação ocorreu em 3 etapas de forma remota devido a pandemia da Covid 19 que interrompeu as aulas presenciais. A plataforma utilizada para o seu desenvolvimento foi a Teams. Etapa 1 – Leitura e interpretação dos artigos científicos de Mozeto (2001) e Lobato et al. (2009). Ao final da leitura, os alunos apresentavam suas dúvidas e quando não havia dúvidas, o professor discutia as partes importantes do texto em 4 aulas. Etapa 2 – Nessa etapa, que ocorreu em duas aulas, os alunos foram convidados a entrarem no site do simulador PhET disponível na página da Universidade do Colorado (https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.html? simulation=greenhouse&locale=pt_BR) e a desenvolverem as atividades propostas no simulador, seguindo algumas perguntas norteadoras preparadas pelo professor. Procedimento utilizado no simulador Ao abrir o site do simulador você deve observará três abas: Efeito Estufa, Camadas de Vidro e Absorção de Fóton. Na aba Efeito Estufa você observará um cursor para variação de concentração de gás na atmosfera, para simular como era a atmosfera em três épocas diferentes e para controle de temperatura. Em seguida ajustará essa concentração e observará o que acontece em cada uma das três épocas diferentes. Anote sua observação e se houver diferença explique, na tela inicial do simulador na aba de Efeito Estufa. Em camadas de vidro verifique o que ocorre com os fótons infravermelhos variando de uma a três camadas (Figura 2) e anote e explique o que você observou, na tela do simulador na aba camadas de vidro. Em absorção de fóton selecionará cada um dos gases CH4, CO2, H2O, N2 e O2 e todos e observará o que acontece quando os fótons infravermelhos incidem sobre elas, na tela da aba absorção de fóton. Em seguida você escolherá a quantidade de moléculas para cada gás e novamente observará o que acontece com os fótons infravermelho ao selecionar o Build Atmosphere e colocamos 3 e depois 12 moléculas de cada gás. Explique o que você observou. Após essa etapa realizamos a avaliação do uso do simulador pelos alunos (Etapa 3). O questionário foi colocado no Forms da plataforma Teams e os alunos responderam as questões: 1) Como foi utilizar o simulador para aprofundar o seu conhecimento do tema Efeito Estufa? 2) Você acha válido a utilização das ferramentas tecnológicas para compreender melhor a Química? 3) Na utilização do simulador, qual a parte que você teve mais facilidade e qual você teve mais dificuldade? 4) Você gostaria de realizar mais atividades iguais a essa (simulações virtuais)? Os alunos serão identificados pela letra A seguida de um número, A1, A2,.....A34.

Resultado e discussão

Resultados e Discussão Iniciamos essa experiência a partir da leitura e interpretação dos textos científicos (Etapa 1). No primeiro, Mozeto (2001) descreve o que é a atmosfera, sua estrutura e composição, discuti as principais reações químicas catalisadas pela radiação solar, os fenômenos globais como aquecimento global e suas consequências, métodos de amostragem e análise de espécies e a legislação envolvida no controle da qualidade do ar. Já Lobato et al. (2009) analisaram como o tema efeito estufa vem sendo apresentado nos livros didáticos de química. A discussão desses textos foi importante para que os alunos percebessem a diferença entre a linguagem da escrita científica com a cotidiana. Essa última é automática e na maioria das vezes, não refletimos quando falamos, enquanto a científica exige reflexão no seu uso (MORTIMER, 2010). Durante essa etapa os alunos foram esclarecendo suas dúvidas quanto alguns termos que não conheciam e quanto a interpretação de alguns trechos do texto. Comentaram que o uso de artigos científicos não é comum para eles e que só liam esse tipo de texto quando o professor exigia. Diante disso, perguntamos como eles estudavam e a maioria disse que só estudavam o que o professor explicava na aula e outros falaram que quando necessário liam sobre o assunto nos livros didáticos ou na internet, essa última principalmente, pois para eles a linguagem é mais fácil. Barbosa et al. (2016) ao realizar uma atividade de leitura e interpretação de texto de química encontraram um resultado similar. Eles observaram que alguns alunos só leem coisas de química quando solicitado pelo professor, ou antes das atividades avaliativas. Concordamos com esses autores quando descrevem que: a leitura mediada de textos relacionados à química pode auxiliar os estudantes no entendimento de assuntos associados ao seu cotidiano e que estão diretamente ligados aos conteúdos de química ensinados no ambiente escolar  (p.184). Acreditamos que essa atividade de leitura e interpretação de texto científico contribuiu também para o desenvolvimento de duas competências gerais preconizada pela Base Nacional Comum Curricular (BNCC) como recorrer à abordagem própria da Ciência (competência 2), utilização de diferentes linguagens (no nosso caso, a científica e a do cotidiano) para se expressar e partilhar informações, ideias e sentimentos em diferentes contextos (competência 4) (BRASIL, 2017). Durante a aplicação do simulador observamos o interesse dos alunos por esse tipo de atividade, pois mostraram-se empenhados e deram as explicações solicitadas nas questões norteadoras. Quando suas explicações não eram adequadas, abria-se uma discussão na aula com a mediação do professor. Essas discussões foram importantes porque fez despertar nos alunos a consciência socioambiental e a tomada de decisões responsáveis, a qual é uma das competências que estão presentes na BNCC (competência 7). Ao término dessa experiência solicitamos que os alunos avaliassem o uso do simulador na sua aprendizagem (Etapa 3). Na questão 1, perguntamos como foi utilizar o simulador para aprofundar o conhecimento do tema Efeito Estufa. Algumas respostas estão apresentadas abaixo: Foi muito bom, isso facilitou bastante a minha compreensão sobre o que é o efeito estufa (A1), Bom, ter uma visão "concreta" do conceito que estávamos estudando foi melhor para o entendimento (A4), Foi uma experiência muito boa, pois eu compreendi ainda mais os conceitos do efeito estufa (A7) Interessante. Achei a premissa da atividade criativa, interativa e dinâmica (A10) Foi uma experiência muito enriquecedora, gostei (A20). Como podemos observar nas falas desses alunos, a atividade com simulador facilitou a compreensão do assunto em questão, evidenciando que ele é uma ferramenta que deve ser utilizado pelo professor para diversificar sua aula e auxiliar na aprendizagem do conteúdo. Na segunda questão, os alunos também responderam que a utilização das ferramentas tecnológicas auxilia na compreensão do conteúdo, porém, ela não é a única forma de aprender e de enriquecer o aprendizado como mostra os depoimentos abaixo: Simulações nos aproximam cada vez mais da realidade, e a tecnologia ajuda muito facilitando os estudos (A11) Com certeza, além de ser uma maneira mais pratica, é bem dinâmico.”, “Sim, não apenas válido como essencial (A3) Sim, acho que em algumas partes ela consegue trazer uma melhor visualização do que ocorre (A15) Sim acho muito válido, graças a tecnologia eu consegui visualizar o efeito estufa na prática e assim deveria continuar com os demais alunos isso facilita e muito o aprendizado, principalmente nesse momento de EAD (A20) Válido, com certeza a utilização das ferramentas se torna mais fácil de ter conhecimento sobre a matéria (A25) Claro! Desde que a função delas seja justamente auxiliar a compreender e solidificar o conteúdo (A30) Com certeza, já que o conteúdo fica mais consolidado na cabeça (A34) Ao questionar quais a facilidades e dificuldades encontradas ao utilizar o simulador (Questão 3) todos responderam que não encontraram dificuldades. Acharam o simulador muito fácil de usar. Esse resultado pode estar associado ao fato de não apresentar requisitos muito específicos que limitem o seu uso, podendo ser utilizado tanto pelo professor em sala de aula, quanto individualmente pelos alunos. Quando questionamos se eles gostariam de realizar mais atividades iguais a essa (simulações virtuais) (Questão 4) todos responderam que sim. Como descrevem Ferreira, Pereira e Sousa (2019) os simuladores motivam os alunos, pois são nativos digitais e assim, ao utilizar qualquer forma de repassar os conteúdos usando esse as tecnologias atrai a atenção dos alunos, pois eles veem que é mais fácil de assimilar.

Conclusões

Conclusão Os dados analisados nas etapas dessa experiência evidenciaram a importância de desenvolvermos atividades que exigem leitura e interpretação de textos científicos para que o aluno se aproprie dessa linguagem, que o uso do simulador contribuiu para a motivação e aprendizagem do conteúdo do efeito estufa, pois é didático e fácil de usar. Além disso, o uso do simulador nos auxiliou no desenvolvimento de competências e habilidades socioemocionais como a capacidade de aprendizado mesmo frente as questões de distanciamento realizado neste período de quarentena.

Agradecimentos

Agradeço a Deus, a minha orientadora e aos meu alunos que contribuiram para que concluisse esse artigo.

Referências

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