DESENVOLVIMENTO DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM COMO FERRAMENTAS DE ENSINO PARA AUXILIAR NOS CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ensino de Química

Autores

Guimarães, M.M. (UFMA) ; Lima, J.B. (UFMA) ; Schreiber, L.V. (UERGS) ; Sousa, J.K.C. (UFMA) ; Viegas, H.D.C. (UFMA)

Resumo

Neste trabalho, foram desenvolvidos e aplicados em sala de aula dois Objetos de Aprendizagem (OA) como proposta de uma ferramenta didática para o ensino de estequiometria. Um dos Objetos de Aprendizagem calcula a massa molar para qualquer espécie química com até 41 caracteres além de permitir o uso de parênteses e colchetes. O segundo Objeto de Aprendizagem efetua o cálculo estequiométrico de uma reação química envolvendo até quatro reagentes e quatro produtos podendo ser utilizado tanto para uma simulação teórica como para a realização do cálculo estequiométrico a partir de dados experimentais. A escolha desses conteúdos decorre do fato de que muitos alunos apresentaram dificuldade na aprendizagem devido o tema envolver equações matemáticas e raciocínio lógico.

Palavras chaves

Objetos de Aprendizagem; Massa Molar; Cálculo Estequiométrico

Introdução

A Química é uma ciência experimental, mas que frequentemente tem sido trabalhada, por diversos motivos, praticamente na sua forma teórica por docentes, sobretudo das escolas públicas. O entendimento dessa Ciência já traz consigo certo grau de complexidade e abstração, podendo ser potencializado principalmente quando não se utilizam novas metodologias ou objetos de aprendizagem que possam contribuir para que o conteúdo se torne mais compreensível. O desenvolvimento de Objetos de Aprendizagem (OAs) para o ensino de Química vem ganhando destaque como ferramenta de aprendizagem (MACHADO, 2016; ABREU, et al, 2006 e SILVA et al, 2016), atuando como diferenciador no ensino e na aprendizagem de diversos temas. Os Objetos de Aprendizagem podem atuar como ferramentas capazes de dinamizar os conteúdos curriculares de forma criativa e interessante, colaborando com a construção de conhecimentos através da interatividade, tendo o aluno como centro do ensino e aprendizagem. Portanto, é inegável que quando bem utilizados, os Objetos de Aprendizagem podem ter impactos positivos, atuando como aliados do processo educativo. Propostas de OA’s com a utilização de softwares para o ensino de Química têm sido desenvolvidas, mas pondera-se que antes da escolha da ferramenta computacional e sua inserção no ambiente de aprendizagem é fundamental ter claramente os objetivos de aprendizagem traçados, assim também como a estratégia pedagógica a ser desenvolvida. Dentre os conteúdos de Química que os alunos sentem mais dificuldades de aprendizagem, os que exigem conhecimentos da matemática aparecem como os conteúdos mais desafiadores de trabalho, principalmente na educação básica. O conteúdo de estequiometria, assim como o de soluções, cinética, eletroquímica, dentre outros, faz parte dos conteúdos merecedores de atenção para o desenvolvimento de ferramentas de aprendizagem. A estequiometria é o campo da química que trata das relações qualitativas e quantitativas das reações químicas envolvendo as relações de fórmulas e equações químicas, balanceamento, cálculo de massas molares, relações de massas e cálculos matemáticos. Trata-se de um importante conteúdo da Química, pois, outros conteúdos dessa disciplina farão uso de equações químicas e de cálculos provenientes da estequiometria. Além disso, a estequiometria tem extensa aplicação no contexto tecnológico, como afirmam Santos e Silva (2014), sendo necessário ao estudante à interpretação de transformações químicas em diferentes contextos. Entendendo que o conteúdo da Estequiometria é essencial no aprendizado de Química e ao reconhecermos as dificuldades comumente expressas por estudantes com relação a esse conteúdo por exigir vários conhecimentos da química e matemática, percebe-se o quanto são relevantes propostas de objetos de aprendizagem que abordem esse conteúdo. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento e aplicação de dois Objetos de Aprendizagem (OA) em plataforma Java sobre o cálculo da massa molar e estequiométrico das reações. O uso desses Objetos de Aprendizagem em sala de aula permitiu a interatividade entre os estudantes e o computador no entendimento dos cálculos estequiométricos de uma reação química.

Material e métodos

Os Objetos de Aprendizagem (OAs) apresentados nesse trabalho são dois softwares desenvolvidos em ambiente Windows utilizando recursos da plataforma Java. O primeiro software efetua o cálculo da massa molar e análise elementar para qualquer reagente com até 41 caracteres com elementos químicos repetidos ou não na fórmula molecular, além de permitir o uso de parênteses e colchetes. Este software apresenta uma única janela para entrada de dados, os resultados obtidos da massa molar e a porcentagem de cada elemento na molécula são listados logo abaixo a janela de entrada de dados, figura 1. O segundo software efetua o cálculo estequiométrico de uma reação química envolvendo até quatro reagentes e quatro produtos podendo ser utilizado tanto para uma simulação teórica de uma reação química como para a realização do cálculo estequiométrico a partir de dados experimentais. Este software apresenta várias entradas de dados para cada reagente e produto, tais como: coeficiente estequiométrico, massa molar, massa, pureza e rendimento. O resultado obtido do cálculo estequiométrico é listado logo abaixo dos dados de entrada, o software também informa qual dos reagentes é o limitante, figura 2. Os Objetos de Aprendizagem contêm também um botão de ajuda “help” localizado na página principal do (OA) que quando pressionado disponibiliza um texto em pdf sobre o assunto com exemplos e os cálculos efetuados detalhadamente. Os Objetos de Aprendizagem foram aplicados com estudantes da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) do curso de Licenciatura em Química na disciplina de química geral com o objetivo de visualizar previamente a aceitação dessa ferramenta digital de ensino como mediadora da aprendizagem. Deste modo, os Objetos de Aprendizagem desenvolvidos envolvendo algumas áreas do conhecimento, tais como: Química, Matemática, Informática na Educação, dentre outros, servirão de apoio as aulas de estequiometria tanto no ensino superior quanto no ensino médio com relação a este conteúdo.

Resultado e discussão

Os Objetos de Aprendizagem foram desenvolvidos com o propósito de explorar os conceitos básicos relacionados ao tema estequiometria, especificamente o cálculo da massa molar e o cálculo estequiométrico para qualquer reação com até quatro reagentes e quatro produtos devido alguns alunos possuírem dificuldades na compreensão de temas que envolvem a interdisciplinaridade com a matemática na resoluções de equações algébricas, na proporção entre os reagentes envolvendo diferentes situações para entender os conceitos de reagente em excesso e limitante permitindo ao usuário explorar os conteúdos abordados de modo interativo, outra vantagem é que os Objetos de Aprendizagem não só auxiliam nos cálculos a partir de resultados experimentais como também apresenta a possibilidade de simulação. Os Objetos de Aprendizagem (OA) foram aplicados com alunos da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) do curso de Licenciatura em Química na disciplina de química geral com o objetivo de observar o comportamento dos mesmos no entendimento dos conceitos referentes à estequiometria. Durante a aula, a turma foi dividida em dois grupos, sendo que um deles usou os Objetos de Aprendizagem e o outro não. Observou-se que os estudantes que usaram os OA's provavelmente assimilaram mais os conteúdos relacionados ao tema estequiometria, pois interagiam e questionavam mais do que aqueles que não usaram os aplicativos, além disso, compararam os cálculos efetuados manualmente e pelos Objetos de Aprendizagem, relataram também se sentir mais motivados. A aplicação permitiu identificar um maior envolvimento dos alunos na discussão do tema à medida que eles podiam alterar os valores nos Objetos de Aprendizagem. A partir dessas observações preliminares, pretende-se realizar futuramente o estudo da produção de significados dos conceitos de estequiometria por meio do uso dos OA’s desenvolvidos. Além disso, pretende-se também ampliar este estudo com estudantes do ensino médio na disciplina de Química Geral com o objetivo de investigar a produção de significados dos conceitos e relacionar esse estudo com estudantes do ensino superior.

Página principal do software Massa Molar e Análise Elementar mostrando a janela de entrada de dados e os resultados obtidos


Página principal do software Cálculo Estequiométrico mostrando uma simulação para a reação do H2SO4 com NaOH

Conclusões

Os Objetos de Aprendizagens desenvolvidos são de fácil utilização, rápido e exige pouca memória, podendo ser processado em microcomputadores ou notebook com o sistema operacional Windows, realiza o cálculo da massa molar de substâncias químicas e o cálculo estequiométrico de reações obtido por simulação ou a partir de resultados experimentais podendo ser utilizado tanto em ensino quanto em pesquisas. A aplicação dos Objetos de Aprendizagens em sala de aula auxiliou no processo de ensino e aprendizagem promovendo um maior interesse e participação dos alunos pelos conteúdos de química abordados proporcionando ao aluno um estudo interdisciplinar com a matemática nas resoluções de equações desenvolvendo um raciocínio lógico desejado e uma melhor compreensão de conceitos utilizados.

Agradecimentos

ABQ-MA

Referências

ABREU, M. F. et al. Utilizando Objetos de Aprendizagem no Processo de Ensino e Aprendizagem de Química no Ensino Médio: o Caso dos Óxidos e da Poluição Atmosférica. Anais do XXVI Congresso da SBC. Campo Grande, MS, 2006.
MACHADO, A. S. Uso de Softwares Educacionais, Objetos de Aprendizagem e Simulações no Ensino de Química. Revista Química Nova Escola. Vol. 38, N° 2, p. 104-111, maio 2016.
SANTOS, L. C.; SILVA, M. G. L. Conhecendo as dificuldades de aprendizagem no ensino superior para o conceito de estequiometria. Acta Scientiae, v.16, n.1, p.133-152, jan./abr. 2014.
SILVA, D. R. et al Pensaqui: A Learning Object about Chemical Transformations. Journal of Chemical. Education. 93, 387−390. 2016.