Experimentos investigativos de química com materiais alternativos : desenvolvimento de um e-book e avaliação da aprendizagem no ensino médio

Abstract

A presente pesquisa, desenvolvida no Programa de Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional - PROFQUI da UFRGS, teve como objetivo desenvolver um produto educacional na forma de e-book voltado para professores de Química do ensino médio com enfoque em atividades experimentais investigativas com materiais alternativos. O e-book conta com uma parte destinada ao professor, sugerindo como realizar a atividade e uma parte destinada aos alunos, contendo orientações para a realização do experimento por eles em sala de aula. A experimentação no ensino de Ciências vem sendo apontada por pesquisadores da área como uma importante metodologia de ensino quanto ao desenvolvimento de saberes conceituais, procedimentais e atitudinais. Os experimentos foram aplicados em três turmas de Ensino Médio, sendo uma turma de cada série, de uma escola pública estadual localizada na região sul de Santa Catarina, na qual o autor é professor efetivo nas disciplinas de Química e Física. Cada atividade experimental desafia os alunos a resolver uma situação-problema e não foram fornecidos roteiros contendo o passo a passo ou o procedimento experimental. O papel do professor consiste em orientar os alunos, os quais têm a oportunidade de elaborar hipóteses e buscar meios para realizar o experimento. As práticas experimentais do produto educacional que foram aplicadas são “É possível separar os componentes de uma mistura formada por água, sal, areia e óleo?” na 1ª série, “Água conduz eletricidade?” na 2ª série e “Alguns postos de combustíveis adulteram gasolina? Com qual substância? Água?” na 3ª série. Além desses experimentos, o produto também conta com a atividade experimental “Quais produtos da cozinha possuem caráter ácido, básico ou neutro?”. Os dados da pesquisa foram coletados por meio de questionários aplicados antes, durante e depois das atividades experimentais e da observação participante. A partir dos resultados obtidos verificou-se o aprimoramento e desenvolvimento das habilidades e competências dos alunos, como o trabalho em grupo, a resolução de problemas e a tomada de decisões. Além disso, os experimentos investigativos estimularam a criatividade, aprimoraram a capacidade de observação, registro de informações e análise de dados. Os estudantes propuseram hipóteses para os fenômenos, associando conceitos científicos com seu dia a dia. Também, verificaram-se avanços em conceitos de Química abordados em cada experimento, por exemplo: diferença entre substância e misturas bem como a escolha do processo de separação levando em consideração o fato da mistura ser homogênea ou heterogênea; associar a condução de corrente elétrica nas soluções aquosas com a natureza do soluto e, além disso, associar a miscibilidade de uma mistura com a polaridade das substâncias que compõem essa mistura. Portanto, a partir dessa pesquisa constatou-se ser viável desenvolver atividades experimentais investigativas, como as representadas no e-book, contribuindo com o processo de ensino e aprendizagem em escolas públicas, sem laboratórios.

The present research, developed in the Professional Master's Program in Chemistry in National Network - PROFQUI of UFRGS, aimed to develop an educational product in the form of an e-book to be used by at high school Chemistry teachers with a focus on experimental investigative activities with alternative materials. The e-book has a part containing instructions for the teacher and a part containing instructions for the students, witch guidelines, the experiment in the classroom. Experimentation in science teaching has been pointed out by researchers in the field as an important teaching methodology in terms of developing conceptual, procedural and attitudinal knowledge. The experiments were applied in three high school classes, one class from each grade, from a state public school located in the southern region of Santa Catarina, where the author is an effective teacher in the disciplines of Chemistry and Physics. Each experimental activity challenges students to solve a problem situation and scripts containing the step by step or the experimental procedure were not provided. The teacher's role is to guide the students, who have the opportunity to elaborate hypotheses and look for ways to carry out the experiment. The experimental practices of the educational product that were applied are “Is it possible to separate the components of a mixture formed by water, salt, sand and oil?” in 1st grade, “Does water conduct electricity?” in the 2nd grade and “Did some gas stations adulterate gasoline? What is the substance used? It is water?" in the 3rd grade. In addition to these experiences, the product also features the experimental activity “Which kitchen products have an acidic, basic or neutral character?”. Research data were collected through tests applied before, during and after experimental activities and participant observation. From the results obtained, it was verified the improvement and development of the students' abilities and competences, such as group work, problem solving and decision making. In addition, investigative experiments stimulated creativity, improved observation skills, recording information and data analysis. The students proposed hypotheses for the phenomena, associating scientific concepts with their daily lives. Also, there were advances in Chemistry concepts addressed in each experiment, for example: difference between substance and mixtures as well as the choice of separation process taking into account the fact that the mixture is homogeneous or heterogeneous; associate the conduction of electric current in aqueous solutions with the nature of the solute and, in addition, associate the miscibility of a mixture with the polarity of the substances that make up this mixture. Therefore, from this research it was found to be feasible to develop investigative experimental activities, such as those represented in the e-book, contributing with the teaching and learning process in public schools, without laboratories.