DESENVOLVIMENTO DE UM OBJETO DE APRENDIZAGEM PARA O ENSINO DE ELETRÓLISE

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ensino de Química

Autores

Lima, J.B. (UFMA) ; Schreiber, G.R. (UNINTER) ; Costa, H.R. (UFMA) ; Marques, P.R.B.O. (UFMA) ; Marques, C.V.V.C.O. (UFMA) ; Sousa, J.K.C. (UFMA) ; Viegas, H.D.C. (UFMA) ; Menezes, L.C. (UFMA) ; Lima, Y.M.M. (UFMA)

Resumo

Neste trabalho, desenvolveu-se um Objeto de Aprendizagem (OA) como proposta de uma ferramenta didática para o ensino de eletrólise. O ambiente de desenvolvimento procedeu-se no sistema operacional Windows utilizando a plataforma Java. O (OA) é uma calculadora química para o estudo da eletrólise baseado nas leis de Faraday cujos dados experimentais podem ser inseridos pelo usuário. A escolha desse conteúdo decorre do fato de que muitos estudantes não têm compreendido os conceitos envolvidos e apresentam dificuldades na resolução de equações matemáticas. O (OA) foi aplicado com estudantes de dois cursos da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) tendo como objetivo principal visualizar a aceitação dessa ferramenta digital de ensino como mediadora da aprendizagem.

Palavras chaves

Objetos de Aprendizagem; ensino de química; eletrólise

Introdução

O avanço das novas tecnologias de informação e comunicação, NTICs, tem acelerado o desenvolvimento do aprendizado eletrônico, e-learning, possibilitando a construção e a utilização de conteúdos didáticos estruturados e mais organizados usando a multimídia com interatividade que tornam mais efetivos as experiências de ensino-aprendizagem mediadas por computador, esses conteúdos podem ser desenvolvidos e disponibilizados na forma de um Objeto de Aprendizagem (OA). Os Objetos de Aprendizagem (OA) podem ser compreendidos como quaisquer recursos educacionais, sem limite de tamanho, em diversos formatos e linguagens, digitais ou não digitais, simples ou complexos, podendo ser uma animação, uma simulação, arquivos de texto ou hipertexto, apresentação de slides, imagens, páginas html, vídeos, aplicativos ou softwares, dentre outros, que possam ser utilizados a qualquer momento e reutilizáveis sem nenhum custo com manutenção e que tenham como objetivo principal mediar e qualificar o processo de ensino-aprendizagem em diferentes contextos da aprendizagem com um propósito educacional definido, que estimule a reflexão do estudante e que possa ser utilizado nas mais diversas áreas do conhecimento (LINUX EDUCACIONAL; PRATA e NASCIMENTO, 2007). Para LIMA et al (2016) a utilização de computadores e em especial os Objetos de Aprendizagem (OA) levando-se em consideração uma interface interativa entre o aluno e a máquina por meio da orientação do professor para explorar as possibilidades de aprendizagem, tornam-se apropriados como excelentes ferramentas mediadoras para o processo de ensino-aprendizagem. A eletrólise é um ramo da eletroquímica (físico-química) que estuda as relações entre a corrente elétrica e as reações químicas de transferências de elétrons (reações de redução-oxidação) em um processo não espontâneo. O estudo da eletrólise exige do aluno um conhecimento interdisciplinar com a matemática no que diz respeito a interpretação de tabelas de potenciais, grandezas entre unidades de medidas e resoluções de equações. Por esse motivo, diversos estudantes sentem-se inseguros e apresentam dificuldades na interpretação e análise dos processos reacionais. Diante dessas questões, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um Objeto de Aprendizagem (OA) em plataforma Java sobre o estudo do referido conteúdo visando facilitar os cálculos e corrigir possíveis erros em operações matemáticas relativos à processos eletroquímicos no que diz respeito à eletrólise. O uso desse Objeto de Aprendizagem em sala de aula pode permitir a interatividade entre os alunos na interpretação e relacionamento de dados do contexto científico com o cotidiano, sendo o auxílio do professor indispensável para a construção de um conhecimento investigativo. Estas ações poderão se estender para nível de ensino médio, por meios de parcerias entre as escolas e a universidade como já ocorre no Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) (LIMA, J. B. et al, 2016).

Material e métodos

O Objeto de Aprendizagem (OA) foi elaborado em ambiente Windows utilizando recursos da plataforma Java permitindo uma simulação teórica ou a realização de cálculos relacionados à eletrólise a partir de resultados experimentais. A página principal do Objeto de Aprendizagem contém uma caixa de combinação com várias opções a serem exploradas pelo usuário podendo ser selecionadas as variáveis em diferentes unidades: carga elétrica, corrente elétrica, tempo de eletrólise, número de elétrons envolvidos na reação, massa e massa molar da espécie eletrolisada, figura 1. A lógica de programação foi inserida nas linhas de código possibilitando uma interação entre as funções e os cálculos realizados de acordo com os dados inseridos. O Objeto de Aprendizagem (OA) contém também de botão de ajuda “help” localizado na página principal do (OA) que quando pressionado disponibiliza um texto na forma de uma apostila em pdf com 24 páginas contendo uma fundamentação teórica relacionado ao assunto com exemplos e exercícios de fixação para auxiliar na aprendizagem, figura 2. O Objeto de Aprendizagem (OA) foi aplicado com estudantes da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) dos cursos de Licenciatura em Química e Bacharelado Interdisciplinar em Ciências e Tecnologia respectivamente nas disciplinas de química geral experimental e química experimental com o objetivo de visualizar previamente a aceitação dessa ferramenta digital de ensino como mediadora da aprendizagem. Deste modo, o Objeto de Aprendizagem (OA) desenvolvido envolvendo algumas áreas do conhecimento, tais como: Química, Matemática, Informática na Educação, dentre outros, servirá de apoio as aulas de eletroquímica/eletrólise na educação superior e podendo, também, auxiliar nas aulas de Físico-Química no ensino médio com relação a este conteúdo.

Resultado e discussão

O Objeto de Aprendizagem (OA) foi desenvolvido com o propósito de explorar dinamicamente os conceitos básicos de eletroquímica especificamente a eletrólise devido alguns alunos possuírem dificuldades na compreensão de temas que envolvem a interdisciplinaridade com a matemática no que diz respeito a interpretação de tabelas, diferentes grandezas entre unidades de medidas e resoluções de equações. Explorar numericamente as variáveis relacionadas a eletrólise tais como: a carga elétrica, a corrente elétrica, o tempo de eletrólise, o número de elétrons envolvidos na reação, a massa e a massa molar da espécie eletrolisada permite ao usuário entender de modo interativo e dinâmico de como essas variáveis se comportam direta ou indiretamente ao longo do processo reacional. Além disso, o Objeto de Aprendizagem não só auxilia nos cálculos a partir de resultados experimentais como também apresenta a possibilidade de simulação. Processos relacionados à eletrólise estão presentes no cotidiano dos alunos, tais como: Produção de metais e compostos (Na, K, Ca, Mg, Al, H2, O2, F2, Cl2, NaOH), decomposição de substâncias (H2O, NaCl, HCl), anodização de metais, galvanização (niquelagem, cromagem, prateação) dentre outros. Esses temas podem ser facilmente explorados a partir do uso do Objeto de Aprendizagem aqui proposto. No entanto, é importante a participação ativa do professor no processo de ensino-aprendizagem. O Objeto de Aprendizagem (AO) foi aplicado com alunos da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) dos cursos de Licenciatura em Química e Bacharelado Interdisciplinar em Ciências e Tecnologia respectivamente nas disciplinas de química geral experimental e química experimental, com o objetivo de observar o comportamento dos mesmos no entendimento dos conceitos referentes à eletroquímica, mais precisamente a eletrólise. Durante a aula, a turma foi dividida em dois grupos, sendo que um deles usou o Objeto de Aprendizagem e o outro não. Observou-se que os estudantes que usaram o OA provavelmente assimilaram mais os conteúdos relacionados à eletrólise, pois interagiam e questionavam mais do que aqueles que não usaram o aplicativo, além disso, compararam os cálculos efetuados manualmente e pelo Objeto de Aprendizagem, relataram também se sentir mais motivados. É importante deixar claro que esse estudo não foi capaz e nem tinha o objetivo de investigar o modo como os conceitos estavam sendo significados pelos alunos, tendo em vista que necessitaria de uma abordagem mais ampla com atividades problematizadoras. No entanto, a aplicação permitiu identificar um maior envolvimento dos alunos na discussão do tema a medida que eles podiam alterar os valores no Objeto de Aprendizagem. A partir dessas observações preliminares, pretende-se realizar futuramente o estudo da produção de significados dos conceitos de eletrólise por meio do uso do OA desenvolvido. Além disso, pretende-se também ampliar este estudo com estudantes do ensino médio na disciplina de Físico-Química com o objetivo de investigar a produção de significados dos conceitos e relacionar esse estudo com estudantes da educação superior.

Página principal do Objeto de Aprendizagem mostrando os botões de comando, caixas de combinação, entradas de dados e o resultado obtido.


Texto contendo uma fundamentação teórica relacionado à eletrólise com exemplos e exercícios de fixação após pressionar o botão de ajuda.

Conclusões

O Objeto de aprendizagem desenvolvido exige pouca memória, é rápido e de fácil utilização, podendo ser processado em microcomputadores ou notebook com o sistema operacional Windows, apresenta interdisciplinaridade com a matemática na realização de cálculos relacionado a eletrólise a partir de dados experimentais ou simulações a partir de dados teóricos, podendo ser utilizado tanto em ensino quanto em pesquisas. A aplicação desse Objeto de Aprendizagem em sala de aula promoveu uma maior motivação dos alunos pelos conteúdos de química abordados apontando-se como uma ferramenta importante no processo de ensino-aprendizagem. O Objeto de Aprendizagem também proporcionou uma maior interação do estudante com a máquina através do botão de ajuda disponibilizando um texto contendo uma fundamentação teórica relacionado ao assunto no momento em que o estudante se sentia inseguro na resolução dos problemas, permitindo dessa forma uma melhor compreensão dos conceitos abordados.

Agradecimentos

ABQ-MA

Referências

LIMA, J.B. et al. Desenvolvimento de um objeto de aprendizagem para o ensino de cinética química; 56CBQ, 2016 – Belém-PA; disponível em: <http://www.abq.org.br/cbq/2016/trabalhos/6/9978-22003.html> acesso em 08/08/2017.
LINUX EDUCACIONAL – ENCONTRO ESTADUAL DE FORMAÇÃO, MEC/SEED/UFRGS/CINTED/, Módulo 4; disponível em: <http://webeduc.mec.gov.br/linuxeducacional/curso_le/modulo4.html>. Acesso em 09/08/2017.
PRATA, Carmem Lúcia; NASCIMENTO, Anna Christina de Azevedo (orgs.). Objetos de aprendizagem: uma proposta de recurso pedagógico. Brasília: MEC, SEED, 2007. ISBN: 978-85-296-0093-2, 154 p, p.20; disponível em: <http://www.oei.es/tic/livro.pdf>. Acesso em: 09/08/2017.