A CONTRIBUIÇÃO DO USO DE MODELOS CONCRETOS NO ESTUDO DE SÓLIDOS IÔNICOS

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Ensino de Química

Autores

Alves, D.F.S. (IFRJ) ; Silva, A.M. (IFRJ)

Resumo

Esta pesquisa foi voltada a busca de metodologias envolvendo o uso de modelos concretos, em aulas de Química Inorgânica sobre o tema de Sólidos Iônicos, juntamente a alunos de graduação em Química do Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ). Foram elaborados artesanalmente modelos concretos de células unitárias dos sólidos iônicos mais abordados nas literaturas. Desenvolveu-se uma atividade que tornasse possível aos alunos participantes da pesquisa verificar prováveis vantagens da utilização de modelos concretos frente ao uso de imagens e vídeos na realização de estudos voltados ao conteúdo mencionado. Os resultados obtidos destacaram que os modelos concretos, já há muito conhecidos e talvez pouco utilizados, colaboraram de forma mais expressiva na compreensão das estruturas estudadas.

Palavras chaves

modelos concretos; sólidos iônicos; células unitárias

Introdução

Muitos alunos dos ensinos médio e superior têm dificuldades na compreensão correta de muitos temas em Química, como ligações químicas, estruturas moleculares e estereoquímica, por conta da maneira inadequada como tais conteúdos são ministrados pelos professores (LIMA; LIMA-NETO, 1999). Para modificar esta situação, muitos professores optam por utilizarem recursos e/ou ferramentas que possam facilitar a transposição didática de assuntos que comumente são tidos como difíceis e complexos pelos alunos (VASCONCELOS; ARROIO, 2013). Nesta perspectiva, o uso de modelos concretos pode contribuir na construção de conhecimentos relacionados a fenômenos microscópicos de difícil assimilação e que, muitas vezes, não possuem modelos de representações de fácil elaboração. Além disso, a utilização de tal recurso pode ajudar alunos a desenvolverem sua intuição espacial tridimensional e, assim, construírem melhor os conhecimentos relacionados às propriedades de muitos materiais que necessitem, por exemplo, de estudos voltados à geometria de substâncias (SOUZA, 2012). Este trabalho foi motivado por argumentos de muitos alunos de graduação que, em diálogos coloquiais, apontavam muitas dificuldades em compreender conceitos relacionados ao estudo de Sólidos Iônicos, principalmente tratando-se de células unitárias.

Material e métodos

A atividade idealizada para o desenvolvimento desta pesquisa consistiu na comparação do uso de modelos concretos de células unitárias frente a imagens e vídeos do mesmo objeto de estudo. Para isso, foram produzidos/editados imagens e vídeos de estruturas unitárias do cloreto de sódio (NaCl), cloreto de césio (CsCl) e sulfeto de zinco (ZnS), que são substâncias amplamente citadas e estudadas nos cursos de graduação em Química, nas disciplinas relacionadas a Química Inorgânica. Também foram produzidos modelos concretos (Figura 1) da estrutura das mesmas substâncias, a partir de materiais acessíveis e de baixo custo, como espetos de churrasco e esferas de isopor. A aplicação da atividade se deu em 4 turmas de graduação em Licenciatura em Química do IFRJ – campus Nilópolis, com alunos que estavam cursando ou já haviam cursado a disciplina citada. Na atividade, os alunos recebiam uma folha de atividade que constavam algumas questões relacionadas à estrutura dos sólidos mencionados, como o tipo de estrutura que apresentam (cúbico simples, de face centrada ou de corpo centrado), o número de unidades formais de íons presentes na célula unitária representada e número de coordenação (NC) das espécies constituintes. Os alunos participantes responderam tais questões referentes a uma representação bidimensional (imagem ou vídeo) fornecida a eles. Em seguida, responderam as mesmas questões, porém relacionadas a uma representação tridimensional (modelo concreto) de um sólido iônico diferente da recebida anteriormente. Por fim, os alunos que se voluntariaram a participar da pesquisa, responderam a um questionário que os indagava sobre como o uso de modelos concretos colaboraram para a construção e/ou fortalecimento de conceitos relacionados a Sólidos Iônicos.

Resultado e discussão

Os voluntários que participaram da pesquisa totalizaram vinte e nove alunos do curso de graduação em Licenciatura em Química. A folha de atividade consistiu de 4 questões sobre a teoria do tema, em que os participantes poderiam ter 0 (zero) acertos, 1 acerto, 2 acertos, 3 acertos ou 4 acertos. Para os três tipos de sólidos iônicos apresentados aos participantes utilizando-se representações bidimensionais, como imagens e vídeos, 48% responderam corretamente todas as quatro questões, 34% acertaram três questões, 3% duas e 15% acertaram 1 questão. Já ao utilizar representações tridimensionais, no caso os modelos concretos, das células unitárias dos mesmos sólidos supracitados, as taxas percentuais foram de: 66% responderam corretamente todas as questões, 21% acertaram três questões, 3% duas questões, 3% uma questão e 7% não acertaram nenhuma das questões. Dentre as questões abertas, os participantes avaliaram se a estrutura dos sólidos foi mais bem compreendida com a utilização dos modelos concretos ou com os modelos bidimensionais (imagens e vídeos). Para esta pergunta, todos responderam que os modelos concretos foram os que melhor auxiliaram. Dessas respostas, a maioria dos estudantes apontou que os modelos concretos contribuem no desenvolvimento da intuição espacial tridimensional para compreensão dos conceitos, outros apontaram a manipulação e o manuseio da estrutura como uma opção melhor frente ao uso de imagens ou vídeos. Também foram apresentadas outras respostas, como maior detalhamento da estrutura dos sólidos iônicos, possibilidade de o aluno ter mais liberdade sobre a estrutura e de o recurso ser mais atrativo que os recursos bidimensionais.

Conclusões

No intuito de auxiliarem os alunos na construção de conhecimentos importantes, muitos professores escolhem diferentes metodologias, utilizando recursos e ferramentas que tornem isso possível. Por isso, tornam-se cada vez mais importantes estudos voltados ao desenvolvimento e aprimoramento de metodologias que envolvam tais mecanismos. Com esse trabalho, considerando o grupo participante da pesquisa, identificamos que apesar da grande divulgação do uso de vídeos no estudo sólidos iônicos, os estudantes indicaram os modelos concretos como os recursos que melhor colaboraram na compreensão do tema.

Agradecimentos

Agradecemos ao IFRJ – campus Nilópolis pela imensa colaboração, apoio e incentivo a pesquisas científicas.

Referências

LIMA, M. B.; LIMA-NETO, P. Construção de modelos para ilustração de estruturas moleculares em aulas de Química. Química Nova, São Paulo, vol. 22, n.6, p. 903-906, 1999.

SOUZA, W. G. Uso e aplicação de materiais poliméricos recicláveis na construção de um modelo molecular. 2012. 61 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) – Universidade Federal de Alagoas. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática, Maceió, 2012.

VASCONCELOS, F. C. G. C.; ARROIO, A. Explorando as percepções de professores em serviço sobre as visualizações no ensino de química. Química Nova, São Paulo, vol. 36, n. 8, p. 1242-1247, 2013.