Autores

Bastos, B.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO) ; Guerra, A.C.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO)

Resumo

Estudos vêm demostrando a importância das Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDIC) como ferramenta de apoio pedagógico. Por conta disto, decidiu-se investigar se um software educacional, atrelado a teoria semiótica de Peirce, pode surgir como uma importante ferramenta de auxílio no ensino de Química em turmas inclusivas do ensino básico dentro do tema de estrutura atômica. Para tanto, a pesquisa de cunho qualitativo foi dividida em: identificar possíveis relações entre as TDIC e educação inclusiva; criar e desenvolver o software Construa Seu Átomo; e a aplicar o software desenvolvido. Com isso, foi possível perceber que o Construa Seu Átomo, enquanto TDIC, pode ser utilizado em uma atividade lúdica digital voltada para a prática ou até mesmo de reforço pedagógico.

Palavras chaves

Educação inclusiva; Tecnologia; Ensino de Química

Introdução

Diante dos avanços tecnológicos e da demanda social crescente pelos dispositivos móveis e sem fio, as chamadas TDIC vêm sendo apontadas como recursos midiáticos úteis para uma aprendizagem significativa em diversos níveis de ensino (MACHADO, 2016). Estudos em torno dos fatores que influenciam na aceitação do uso das TDIC pelos alunos nos processos de ensino e aprendizagem vêm sendo realizados por diversos autores (NASCIMENTO, ROSA, 2020; DIONÍZIO, 2019). Na literatura são encontradas diversas propostas de ensino utilizando dispositivos móveis como ferramenta de apoio ao professor no ensino de Química (PASSOS et al, 2019; BATISTA et al, 2018; SILVEIRA, VASCONCELOS, 2017). Neste contexto de aproximação entre as TDIC e o ensino, o uso destas tecnologias (tablets ou smartphones e softwares educacionais) proporciona maior interatividade entre os alunos e destes com o ambiente tecnológico criando um universo atrativo e inovador para a aprendizagem. (FERREIRA, SANTOS, 2020). Visando cumprir as determinações da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (BRASIL, 1996) e das Diretrizes Nacionais para a Educação Especial na Educação Básica (BRASIL, 2001), os órgãos brasileiros responsáveis pelas políticas educacionais em todos os níveis de gestão pública vêm buscando viabilizar a chamada Educação Inclusiva (BRASIL, 2007) dos estudantes diagnosticados como “portadores de necessidades especiais”. No entanto, cabe ressaltar que a expressão “portador de necessidades especiais”, assim como muitos termos pejorativos empregados no passado não são mais utilizados, pois carrega consigo um estigma negativo de “doença” ou “mal”. Entretanto, a expressão a ser utilizada não é o único obstáculo a ser vencido no ensino inclusivo. O despreparo das instituições de ensino e de seus educadores diante desta nova abordagem pedagógica vem sendo amplamente discutido na literatura (CAMPOS, 2011). Nem mesmo a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) que, em sua introdução, cita a necessidade de inclusão no ensino ao mencionar a Lei nº 13.146 de 06 de Julho de 2015, aborda de maneira clara e específica como trazê-la de fato à realidade dos professores em sala de aula. Diante deste novo cenário imposto por lei, sem o preparo adequado na sua formação docente e dispondo de poucas propostas ou recursos midiáticos, os professores do Ensino Básico no Brasil passaram a enfrentar um grande desafio ao serem indicados para trabalhar com uma turma inclusiva. Atualmente, a BNCC é o documento norteador dos currículos das instituições públicas e privadas em relação às aprendizagens essenciais e suas competências gerais e específicas, as quais todos os alunos deverão desenvolver em cada etapa da Educação Básica. Dentre as competências gerais, quatro são essenciais quando tem-se por objetivo aliar tecnologia, ensino e inclusão: conhecimento; pensamento científico, crítico e criativo; comunicação; e cultura digital (BRASIL, 2018). Tendo em vista este cenário, surge a seguinte pergunta de pesquisa: enquanto recurso midiático, um aplicativo seria uma ferramenta didática útil na abordagem do tema estrutura atômica para alunos de uma turma inclusiva do ensino básico? Tal ferramenta teria como foco pedagógico trabalhar as habilidades e competências relativas ao eixo temático “A linguagem da Química – Construção do modelo atômico” pertencente ao currículo mínimo adotado pela Secretaria de Estado de Educação do Rio de Janeiro. A partir disso, foi desenvolvido um aplicativo para dispositivos móveis com sistema Android, onde o aluno poderá, através das funcionalidades da tela interativa, criar uma figura representativa do átomo, seguindo os modelos atômicos de Rutherford e Bohr. Ao aliar este software educacional às competências gerais, que tem por objetivo unir tecnologia, ensino e inclusão, acredita-se que o público alvo desse trabalho venha a ter mais conhecimento da linguagem científica e na comunicação da mesma para uma melhor compreensão do mundo no qual vive. Para o ensino de Química alguns trabalhos de inclusão têm sido propostos (CAMPOS, LIRA, 2017; RADMANN, PASTORIZA, 2017; NUNES et al, 2021). Neste contexto e diante de todas as dificuldades encontradas por parte da escola, dos docentes, da falta de material didático específico para alunos com necessidades especiais, o desafio aumenta quando tratamos de alunos surdos em função da falta de comunicação (MONTEIRO; CAMARGO; FREITAS, 2016). Sendo a Química uma ciência com uma expressiva gama de representações visuais, buscou-se desenvolver um aplicativo denominado “Construa Seu Átomo”, pautado tanto na teoria semiótica de Charles Sanders Peirce (SANTAELLA, 2012) quanto no modelo atômico de Rutherford-Bohr. Desta forma, procura-se compreender as relações de significação de representações específicas dos conhecimentos químicos ligados a atomística a partir da contribuição da teoria dos signos em relação à produção de significados em sala de aula.

Material e métodos

A metodologia da presente pesquisa foi executada em três etapas: I. Desenvolvimento do aplicativo, elaboração de um roteiro de atividades e de dois questionários, sendo eles sobre a avaliação do conteúdo abordado no roteiro e outro sobre usabilidade da ferramenta. II. Aplicação do software, do roteiro e questionários para 36 alunos do 1º ano do EM de uma escola particular do RJ. III. Atualização do aplicativo a partir das sugestões e críticas apresentadas. No roteiro continham as orientações necessárias para que o usuário pudesse seguir com a aplicação, como por exemplo, orientação para organização em duplas, que recebessem um tablet ou computador de mesa com o aplicativo instalado e, por fim, que utilizassem o software para representar três espécies química (EQ) descritas no roteiro e utilizando apenas este, respondessem aos questionários. As espécies químicas descritas no roteiro eram: EQ1: 11 prótons, 12 nêutrons e 10 elétrons. EQ2: 11 prótons, 12 nêutrons e 10 elétrons. EQ2: átomo neutro de Berílio. Em relação ao questionário de avaliação do conteúdo abordado, era formado por seis questões múltipla escolha, duas perguntas para a EQ1 descrita no roteiro (que versavam sobre símbolo químico e distribuição eletrônica), duas questões para a EQ2 (que tratava sobre o número de camadas e a carga do íon representado) e, por último, duas perguntas para EQ3 (que dissertava sobre o número de prótons e elétrons). No que diz respeito aos questionários sobre a usabilidade da ferramenta, era constituído por 16 questões, sendo um aberta (sugestões e críticas) e 15 objetivas que dissertavam sobre: idade dos participantes; presença, identificação ou ausência de qualquer tipo de deficiência; o funcionamento e utilização do aplicativo. Por fim, na última etapa, foram feitas as atualizações finais em função dos feedbacks apresentados pelos usuários. Desenvolvimento do aplicativo O aplicativo foi desenvolvido para tablet de 7” com sistema Android, contudo pode ser utilizado em computadores de mesa com emuladores Android instalados. O programa conta com uma tela de apresentação e uma janela de atividade inicialmente vazia com um círculo central (núcleo) e círculos concêntricos ao primeiro (eletrosfera). Na medida que o usuário fosse representando o átomo (adicionando p+, n e e−), o aplicativo apresentava as informações pertinentes ao átomo representado, como, por exemplo, o símbolo e o nome do elemento, seu número atômico (Z) e de massa (A), sua distribuição eletrônica e carga. O software conta com uma tabela periódica resumida, que pode ser ativada ou desativada ao clicar no botão “tabela desativada” e uma tabela periódica completa que pode ser acessada no menu principal. Em sua versão final, foi feito um upgrade com o inserção de um tutorial em vídeo traduzido para LIBRAS, que pode ser acessado através do botão “tutorial” na tela de apresentação ou em “tutorial em vídeo” no menu principal.

Resultado e discussão

Após o desenvolvimento do aplicativo, elaboração de um roteiro de atividades e dos dois questionários, foi posta em prática a aplicação para 36 alunos do 1º ano do EM de uma escola privada, localizada no RJ, onde a atividade foi utilizada como um reforço de conteúdo, logo que os conceitos de estrutura atômica já tinham sido abordados pelo professor. A instituição forneceu os 20 computadores de mesa da sala de informática para o acesso dos alunos ao aplicativo e posterior aplicação do roteiro e questionários. Neste caso, e com antecedência, foi solicitado ao colégio que instalasse nos computadores o aplicativo BlueStack (permite que aplicativos Android rodem em computadores) e o software “Construa seu átomo” para realização da atividade. Essa forma de aplicação com os computadores de mesa foi muito interessante, pois demonstrou que não há necessidade de apenas tablets para utilização do aplicativo desenvolvido. Com os dados representados (Gráfico 1) e de forma qualitativa, pode-se observar que de forma geral os alunos não apresentaram grandes dificuldades nas resoluções das questões que abordavam o conteúdo discutido no aplicativo. Em sua totalidade, 100%, os discentes não cometeram equívocos nas questões 1, 2 e 3 que versavam, respectivamente, em identificar o signo correspondente ao símbolo do elemento químico na EQ1, a distribuição eletrônica da EQ1 e o número de camadas eletrônicas presentes na EQ2. Nas questões 4 e 5, 11% e 6%, respectivamente, dos participantes indicaram dificuldades em observar a carga negativa da EQ2 e assinalar a alternativa que informava o número de prótons que o átomo de Berílio possuía. Por fim, na questão 6, 11% dos alunos cometeram descuidos ao informar quantos elétrons o elemento químico neutro continha na EQ3. Por sinal, o mesmo percentual de erros foi observado tanto na questão 4 quanto na questão 6 onde, curiosamente, ambas estavam relacionadas a carga da espécie química em questão. Os resultados demonstraram algumas das dificuldades apresentadas no ensino da Química, que vão desde abstração, interpretação e compreensão dos modelos teóricos (representações imagéticas) pertencentes a um processo paulatino e inerente a cada ser humano. Além do questionário de avaliação do conteúdo abordado, foi solicitado aos alunos que respondessem ao questionário sobre a usabilidade da ferramenta. Após a análise dos resultados, foi percebido que dentro do universo dos alunos que realizaram a aplicação, cinco deles apresentavam algum tipo de deficiência. Com a intenção de melhor descrevê-las, a orientadora pedagógica foi procurada para a obtenção de mais informações. Dessa forma, os discentes, que serão chamados de A, B, C, D e E foram diagnosticados da seguinte forma: aluna A: CID 10 – F79 (retardo mental não especificado) e F41.2 (transtorno misto ansioso e depressivo); aluno B: CID 10 – F81 (transtornos específicos do desenvolvimento das habilidades escolares); aluno C: CID 10 – F90.0 (transtornos hipercinéticos com distúrbios da atividade e da atenção); aluno D: CID 10 – F70.9 (retardo mental leve sem menção de comprometimento do comportamento); aluno E: CID 10 – F78.0 (outro retardo mental - menção de ausência de ou de comprometimento mínimo do comportamento) e Q87.0 (síndromes com malformações congênitas afetando predominantemente o aspecto da face). Algo que merece atenção neste momento da discussão foi a experiência desses jovens em manusear o programa e participar da atividade. Antes da aplicação, o docente responsável pela turma avaliou o aplicativo de forma positiva e informou sobre as limitações cognitivas e o desestímulo desses cinco alunos em relação à aprendizagem. Essa informação permitiu uma observação mais atenta (mas sem interferência) sobre esses discentes ao longo da aplicação. Através disso, foi possível perceber a associação feita pelo aluno E (que apresentava um dos quadros mais complicados (síndrome de Apert) em relação a aspectos cognitivos), que percebeu que ao manipular o programa o “p” e o “n” só poderiam ficar localizados na região central do átomo. Isto é, o usuário conseguiu perceber, mesmo com todas as suas limitações, que as inserções das partículas próton e nêutron só eram permitidas no núcleo. Este fato chamou bastante atenção do professor regente da classe, pois um discente que não demonstrava interesse algum ao longo das aulas, possivelmente em virtude de suas barreiras cognitivas, mostrou-se feliz em participar da atividade e concluir que duas partículas subatômicas ficavam localizadas na região central do átomo. Dando continuidade a análise das respostas fornecidas pelas alunos, percebe-se que 83% do alunado estavam dentro da faixa etária de 14-15 anos; 86% declararam experiência intermediária a avançada (de acordo com a percepção pessoal de cada participante) com dispositivos móveis; 100% concordaram positivamente quanto a forma como as telas do aplicativo eram apresentadas, fácil utilização e confortabilidade em manusear o programa; 97% apoiaram a clareza como o tutorial foi exibido; 100% informaram que o software é útil para discutir/revisar, identificar e diminuir as dúvidas sobre a temática de estrutura atômica; 94% demonstraram vontade em serem avaliados utilizando a ferramenta desenvolvida; 97% discordaram quanto a utilização do programa tumultuar o andamento da aula; 81% demonstraram interesse em utilizar o aplicativo com mais frequência; e 100% dos alunos afirmaram que recomendariam o instrumento pedagógico para outras pessoas. De forma geral, pôde ser observado no retorno apresentado pelos discentes, que a utilização das tecnologias digitais atreladas à teoria semiótica de Peirce pode contribuir e auxiliar de forma positiva e significativa no processo de construção do conhecimento. Dessa forma, os recursos tecnológicos visuais demonstram-se eficazes em representar algumas das teorias ou modelos de uma ciência que exige um alto nível de abstração dos alunos. Esses utensílios tecnológicos, à luz da semiótica de Peirce, potencializam o processo de ensino e aprendizagem, logo que a tecnologia faz parte do dia a dia dos discentes dentro e fora de sala de aula, e demonstram o quão relevante é uma imagem quando compreendida em sua totalidade. Deste modo, permite que o aluno aprofunde-se e compreenda mais amplamente o signo e consequentemente entenda melhor o conceito retratado. Ao fim do questionário os usuários poderiam expor suas opiniões no que concerne a utilização do software produzido. Seguem abaixo algumas delas: Aluno 2: “O aplicativo é muito bom, eu utilizaria para estudar para as provas”. Aluno 3: “Aplicativo bem simples de usar”. Aluno 5: “Aplicativo de fácil entendimento e utilização. Além disso, auxilia a entender melhor o conteúdo sobre estrutura atômica”. Aluno 10: “Boa didática e dinâmico para aprender/revisar conteúdos”. Aluno 11: “O aplicativo é bem simples mas muito bem desenvolvido, além de muito prático”. Os pontos de vista exibidos acima reforçam o anseio dos alunos por uma metodologia de ensino agregada à utilização das tecnologias digitais em sala de aula. As opiniões demonstraram-se mais uma vez favoráveis à utilização do aplicativo de forma a auxiliar o estudo da temática de estrutura atômica em virtude da facilidade em seu manuseio e assimilação do mesmo com o conteúdo de atomística. Os feedbacks contribuíram para as atualizações finais do aplicativo (Figura 1), alguns acertos no código do programa assim como a inserção de um tutorial audiovisual em Libras, pensando na escassez de recursos tecnológicos traduzidos para Libras utilizados no ensino da Química. É importante frisar que o aplicativo foi desenvolvido para ser uma ferramenta de apoio pedagógico, portanto enfatiza-se aqui a relevância do docente na mediação de forma didática e visual nesta ciência que, por ser submicroscópica, é extremamente pautada na utilização de signos intrínsecos à sua área. Por fim, e após a atualização, o software foi inserido na loja oficial da Google Play Store.

Gráficos das respostas sobre o conteúdo abordado no roteiro


Representação do átomo de sódio na versão final do aplicativo

Conclusões

Os resultados apresentados permitiram a descrição de como o aplicativo foi avaliado e recebido pelos alunos, sua funcionalidade e aplicabilidade, e, também, se auxiliaram em um bom entendimento do conteúdo abordado. Dessa forma, pode-se considerar que a tecnologia atrelada à teoria dos signos de Peirce possa auxiliar e contribuir de forma significativa para o processo de ensino e aprendizagem da temática de estrutura atômica em turmas inclusivas. Da mesma forma, o aplicativo Construa Seu Átomo demonstrou ser uma ferramenta tecnológica de apoio pedagógico que pode ser utilizada em uma atividade lúdica digital voltada para a prática ou até mesmo de reforço pedagógico, por meio das quais os alunos estabelecem conexões entre os conhecimentos teóricos e práticos. Com isso, e visando atender às leis vigentes no que diz respeito às turmas inclusivas do ensino básico, os recursos tecnológicos combinados à semiótica de Peirce surgiram como uma importante ferramenta de apoio no que compete a temática de estrutura atômica. Sendo a Química uma ciência com uma expressiva gama de representações visuais, a associação dos signos combinada a tecnologia presente no cotidiano do aluno pode contribuir de forma positiva no processo de construção do conhecimento e desenvolvimento de competências e habilidades pertencentes a esta disciplina. Por esse motivo, e em função da escassez de recursos digitais educacionais voltados para o alunado com deficiência em uma turma inclusiva do ensino básico, pensou-se no desenvolvimento de um aplicativo direcionado para este público. No entanto, nada impede que alunos sem deficiências usufruam dessa ferramenta pedagógica. O Brasil tem caminhado e criado estratégias que contribuam e valorizem os alunos e suas peculiaridades, e a cada dia encontram-se na literatura mais propostas voltadas para um ensino mais igualitário, mas, ainda distante de atender de forma adequada os alunos que se beneficiam com essa modalidade de ensino.

Agradecimentos

Referências

BATISTA, G; MARINHO, E; MARINHO, M.; MARINHO, E. (2018). Avogadro no ensino de química: um avançado editor molecular de visualização de um grande potencial pedagógico. Redin-Revista Educacional Interdisciplinar, 7(1).

BRASIL (1996). Ministério da Educação. Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional. LDB 9.394, de 20 de dezembro de 1996.

BRASIL (2001). Ministério da Educação. Diretrizes Nacionais para a Educação Especial na Educação Básica. Secretaria de Educação Especial – MEC/SEESP, 79p.

BRASIL (2007). Ministério da Educação. Política Nacional de Educação Especial na Perspectiva da Educação Inclusiva. Secretaria de Educação Especial – MEC/SEESP, de 05 de julho de 2007.

BRASIL (2018) Base Nacional Comum Curricular. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acessado em 04 mar. 2019.

CAMPOS, A. (2011) O plano nacional de educação (2011-2020) e a educação especial na perspectiva da educação inclusiva: propostas e desafios. In: 25º Simpósio Brasileiro de Política e Administração em Educação/2º Congresso Latino-Americano de Política e Administração em Educação, São Paulo-SP.

CAMPOS, S; LIRA, A. (2017). Metodologias alternativas para o ensino da química aos deficientes intelectuais. In Congresso Nacional de Educação. João Pessoa: Realize. Disponível em: https://www.editorarealize.com.br/revistas/conedu/trabalhos/TRABALHO_EV073_MD4_SA
16_ID2881_11092017182850.pdf. Acessado em 05 de Jun. de 2022.

DIONÍZIO, T. (2019). O uso de tecnologias da informação e comunicação como ferramenta educacional aliada ao ensino de Química. EaD em Foco, 9(1).

FERREIRA, C; SANTOS, A. (2020). Realidade virtual e aumentada: um relato sobre a experiência da utilização das tecnologias no Ensino de Química. Scientia Naturalis, 2(1).

MACHADO, A. (2016). Uso de softwares educacionais, objetos de aprendizagem e simulações no ensino de química. Revista Química Nova na Escola, 38(2), 104-111.

MONTEIRO, M; CAMARGO, E; FREITAS, A. (2016) Reflexões sobre práticas de ensino e inclusão. Journal of Research in Special Educational Needs, v.16, n.s1, p. 940–944, 2016.

NASCIMENTO, F; ROSA, J. (2020). Princípio da sala de aula invertida: uma ferramenta para o ensino de química em tempos de pandemia. Brazilian Journal of Development, 6 (6), 38513-38525.

NUNES, S. et al (2021). Tecnologias da informação e comunicação para socialização de crianças e adolescentes surdos e deficientes auditivos: uma revisão integrativa. Pesquisa, Sociedade e Desenvolvimento, v. 10, n. 2, e8510212235.

PASSOS, I; DOS SANTOS SOUSA, J; DE SOUSA, S; LEAL, R. (2019). Utilização do software PhET no ensino de química em uma escola pública de Grajaú, Maranhão. Revista Observatório, 5(3), 335-365.

RADMANN, T; PASTORIZA, B. (2016). Educação Inclusiva no ensino de Química. In XVIII Encontro Nacional de Ensino de Química. Florianópolis. Disponível em: http://docplayer.com.br/75027731-Educacao-inclusiva-no-ensino-de-quimica.html. Acessado em 05 de Jun. de 2022.

SANTAELLA, L. (2012). O que é semiótica. Coleção primeiros passos (103). 32º reimpressão da 1º ed de 1983. São Paulo: Brasiliense, 2012.

SILVEIRA, F; VASCONCELOS, A. (2017). Investigação do uso do software educativo LABVIRT no Ensino de Química. Revista Tecnologias na Educação, 23(9), 1-13.