DESTRUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO: UMA PROPOSTA INTERDISCIPLINAR PARA ABORDAR POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA NO ENSINO DE CIÊNCIAS

Autores

Rufino, A.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Auler, L.T.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Melo, S.P.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Oliveira, M.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE)

Resumo

Na educação básica a destruição da camada de ozônio é muitas vezes estudada apenas dentro de uma abordagem química. O emprego da Interdisciplinaridade possibilita a integração dos conhecimentos para uma compreensão mais completa dos fenômenos estudados. Portanto, elaborou-se uma proposta interdisciplinar para promover a conscientização dos discentes, formando cidadãos capazes de analisar criticamente temas ambientais. A metodologia foi aplicada em uma turma de 3º ano do colégio Delce Horta Delgado, em Volta Redonda (RJ). Os resultados indicaram aumentos significativos na compreensão dos alunos sobre o fenômeno da depleção do ozônio, suas causas e consequências, além da sua relação com diferentes disciplinas estudadas no ensino médio.

Palavras chaves

Camada de ozônio; Atividades colaborativas,; Interdisciplinaridade.

Introdução

A poluição atmosférica, definida como contaminações capazes de alterações na atmosfera susceptíveis de causar impactos ambientais ou de saúde, são atualmente uma das maiores ameaças à qualidade de vida do mundo, podendo ser emitidas de fontes naturais ou antropogênicas (DUFFY e VANLOON, 2011). Algumas das consequências mais conhecidas da poluição atmosférica são: o aquecimento global; destruição da camada de ozônio; chuva ácida; doenças respiratórias; destruição de habitats e consequentemente extinção de espécies (SALDIVA, 1995). Na educação básica, a poluição atmosférica é comumente abordada dentro da química ambiental, como consequência das ações antropogênicas em discussões sobre combustíveis alternativos ou clorofluorcarbonetos (CFC) e a camada de ozônio, o que acaba cobrindo apenas os aspectos químicos, e de forma parcial, os ambientais presentes na questão. A destruição da camada de ozônio, como diversas questões ambientais, precisa de vários campos de estudo para ser compreendida, pois a destruição do ozônio é um processo químico, a variação da radiação emitida e absorvida pelo mesmo é um fenômeno físico, os processos de emissões dos poluentes são de cunho social, econômico, tecnológico e geográfico, as projeções e estudos das consequências partem de propostas matemáticas, entre outros. Essa característica interdisciplinar torna necessário a combinação de diversos conteúdos para a compreensão do fenômeno. A base nacional curricular comum (BNCC) reforça a necessidade de uma abordagem interdisciplinar defendendo que o foco pedagógico no ensino médio seja nas competências (BRASIL, 2018). Como competência específica 1 das ciências da natureza e suas tecnologias no ensino médio a BNCC propõe “analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia” (BRASIL, 2018, p. 540), dentro da qual os temas da camada de ozônio e efeito estufa são destacados. Já como competência 2 desta área a BNCC estabelece o desenvolvimento da capacidade de “analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo” (BRASIL, 2018, p. 540) Assim, neste trabalho o tema do buraco na camada de ozônio foi proposto como situação problema interdisciplinar, utilizando conceitos e aplicações dos conteúdos de Química, Física, Biologia, Matemática, Geografia, entre outros, para o Ensino Básico (9º ano do Ensino Fundamental e Ensino Médio). Por interdisciplinar, na maioria dos casos, entende-se atividades que atravessam as fronteiras das disciplinas. Ela é amplamente discutida em trabalhos pedagógicos, sendo abundantemente recomendada, inclusive nos PCN+ (BRASIL, 2006). Segundo Bonatto et al. (2012), a interdisciplinaridade garante uma maior interação dos alunos com os conhecimentos, servindo de ponte e permitindo melhor entendimento e transição entre as disciplinas, individualmente ou em conjunto. Outra ferramenta pedagógica explorada neste trabalho foi a atividade colaborativa, que promove a interação dos alunos entre si e com o conteúdo, podendo assim auxiliar no processo de construção de conhecimento dos estudantes. Segundo Damiani (2006), a interação entre membros de um grupo leva a questionamentos de conhecimentos já adquiridos e exposição a diferentes maneiras de raciocinar e de se comportar, que pode contribuir para o desenvolvimento da forma de pensar do aluno. Além desses, vários outros autores também argumentam sobre benefícios de compreensão de conceitos e entusiasmo para aprendizagem obtidos pelo uso de discussões grupais (DAMIANI, 2008). O trabalho pedagógico que apresentamos se alinha aos princípios da perspectiva bem conhecida do movimento Ciência Tecnologia Sociedade e Ambiente (CTSA), que objetiva a formação do aluno cidadão, participativo, crítico e autônomo. O movimento CTSA objetiva aproximar a educação ambiental e o movimento ciência tecnologia e sociedade (REGIS e BELLO, 2011), pela integração de ciência e tecnologia como saberes escolares, tendo a sociedade e o meio ambiente como cenários de aprendizagem, de maneira a utilizar a investigação de questões sociais e ambientais como suporte dos saberes científicos e tecnológicos. Na perspectiva do ensino e aprendizagem nos baseamos na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (1982). Para Ausubel a aprendizagem é um processo no qual uma nova informação se relaciona a aspectos relevantes da estrutura cognitiva do indivíduo de forma substantiva. A aprendizagem significativa desenvolve-se quando ocorre a modificação do conhecimento prévio através da incorporação de novas ideias que se relacionam a ideias já existentes, ampliando o seu significado, e mudando sua hierarquia de relações. Para Ausubel, todas as ideias devem ser aprendidas de maneira significativa no ensino acadêmico, facilitando os processos de armazenamento e fixação das mesmas, tornando-as mais estáveis e duradouras (MOREIRA, 1997).

Material e métodos

A metodologia foi aplicada numa turma de terceiro ano do ensino médio do Colégio Professora Delce Horta Delgado, da rede municipal de Volta Redonda (RJ), com 26 alunos da faixa etária entre 17 e 19 anos. As habilidades que buscou-se desenvolver foram: “reconhecer a importância dos ciclos biogeoquímicos para a manutenção da vida, identificando alterações decorrentes de ações antrópicas e suas consequências e “analisar, argumentar e posicionar-se criticamente em relação a temas de ciência, tecnologia e sociedade”. Além destas, trabalhou-se a habilidade de analisar dados e gráficos em contextos socioeconômicos e científicos. No primeiro momento, de 10 minutos, aplicou-se um questionário sem identificação do aluno, para investigar as concepções prévias dos alunos sobre o buraco da camada de ozônio, e se o relacionam com o aquecimento global e outras disciplinas da educação básica. No segundo momento dividiu-se a turma em 5 grupos, designando uma disciplina para cada grupo, e propôs-se que fosse realizada uma pesquisa sobre como o tema “depleção da camada de ozônio” poderia ser discutido nestas disciplinas. Foi fornecido um guia com os principais pontos que cada grupo deveria pesquisar e as fontes recomendadas, sendo que eles deveriam se preparar para um debate final sobre o assunto. O debate foi iniciado com perguntas sobre a depleção do ozônio: “Quais as causas?”, “Como são afetadas as pessoas, a sociedade e a vida na Terra?”, “O que podemos fazer para resolver, individualmente e como sociedade?” e “Do que precisamos para a solução proposta?” Com estas perguntas os argumentos dos grupos foram complementados, negociando conceitos científicos. Para complementar o debate, exibiu-se o vídeo “The Arctic and the Ozone Layer” da Organização Meteorológica Mundial (WMO, 2013), com legendas. No momento final da aula aplicou-se novamente o mesmo questionário já aplicado no primeiro momento, visando descobrir o quanto as concepções dos alunos mudaram quanto ao tema buraco da camada de ozônio, suas causas, efeitos e consequências, e como este tema foi relacionado com outras disciplinas.

Resultado e discussão

O questionário foi avaliado de duas formas: uma classificando e separando as respostas por qualidade e plenitude das respostas, para determinar um tipo de “entendimento médio” da turma em relação ao assunto abordado; e outra na qual separam-se as respostas de acordo com os argumentos abordados, para determinar as concepções mais comuns sobre os assuntos trabalhados dentre a turma. Na primeira forma avaliativa, classificou-se todas as respostas em “Satisfatória”, “Razoável”, e “Insatisfatória” de acordo com os requisitos descritos no quadro 1. Quadro 1 A análise do questionário inicial indicou que a maior parte da turma (70%) não conseguiu definir o que é o buraco na camada de ozônio, e apenas uma pequena minoria (13%) conseguiu responder de forma satisfatória; a maior parte da turma (78%) não conseguiu definir as causas do buraco na camada de ozônio, e apenas uma pequena minoria (9%) conseguiu responder de forma satisfatória; Cerca de metade da turma (48%) conseguiu definir de maneira satisfatória as consequências da depleção do ozônio; e Embora todos os alunos concordam que há uma relação entre o aquecimento global e o buraco na camada de ozônio, apenas 9% da turma deram respostas satisfatórias. A Biologia foi a disciplina que os alunos conseguiram relacionar melhor com o tema “Buraco na camada de ozônio”, apresentando 48% de argumentos satisfatórios; Física apresentou a menor porcentagem de argumentos satisfatórios (4%); e Química apresentou a maior porcentagem de argumentos insatisfatórios (57%); mas em geral o entendimento da relação entre o tema e as disciplinas foi fraco ou insatisfatório. Na segunda forma avaliativa, contou-se a frequência com que determinados argumentos foram usados nas respostas, e observou-se os padrões observados para determinar as concepções mais comuns da turma quando o tema. Por exemplo, ao definir buraco na camada de ozônio, apenas 15% das respostas foram satisfatórias, associando com falha na camada de ozônio. Quanto às razões para o buraco na camada de ozônio, apenas 8% das respostas foram satisfatórias, indicando substâncias depletoras de ozônio. Por outro lado, quanto às consequências da depleção do ozônio, as respostas satisfatórias foram de 62% ao indicarem aumento dos casos de câncer e doenças de pele. As associações do buraco na camada de ozônio com as disciplinas, ela foi mais insatisfatória com química e física, do que com geografia, matemática e biologia. Durante o debate houve a apresentação dos argumentos pelos grupos guiados pelos tópicos descritos na proposta, seguida pela discussão e elaboração de respostas para as questões levantadas inicialmente. O grupo da Física, composto por 5 alunos, apresentou nos seus argumentos iniciais: A divisão da radiação solar, incluindo a ultravioleta dividida em UV-A, UV-B e UV-C, com algumas características de cada de uma forma bem concisa; A relação das mudanças de temperatura pela atmosfera, entrando um pouco nas diferentes camadas da atmosfera e no clima, de uma forma meio confusa; e A pressão atmosférica de uma forma bastante conceitual, sem relacionar de alguma forma com a depleção do ozônio. O grupo da Química, composto por 7 alunos, apresentou nos seus argumentos iniciais: O ciclo do ozônio e a depleção de uma forma integrada e breve, utilizando o quadro para as equações; e os usos dos Clorofluorcarbonetos e uma parte da legislação que proibiu. Neste grupo houve a necessidade de complementar alguma das informações, como sobre os hidrofluorcarbonetos, e corrigir o ciclo descrito por eles no quadro. O grupo da Matemática, composto por 5 alunos, apresentou nos seus argumentos iniciais: Alguns Gráficos e ilustrações sobre os as variações da concentração de ozônio na camada de ozônio, de forma adequada, porém tiveram algum problema com as legendas; e algumas projeções sobre a depleção. Eles levaram quatro revistas da biblioteca e passaram para a turma. O grupo da Biologia, composto por 6 alunos, apresentou nos seus argumentos iniciais: Vários dados sobre aumento de câncer de pele nos últimos anos; e alguns dados sobre o aquecimento global e o seu efeito na vegetação. O grupo da Geografia, composto por 6 alunos, apresentou nos seus argumentos iniciais: Alguns dados sobre mudanças climáticas, porém todas relacionadas ao aquecimento global; O protocolo de Montreal, de forma breve e bem ilustrada; e O protocolo de Kyoto, bem explicado, porém não relacionado a depleção do ozônio. Após a discussão, cada grupo deu as suas sugestões, e a turma em conjunto elaborou as respostas para as questões levantadas. Para soluções pessoais foi indicado diminuir emissões de gases depletores de ozônio, para soluções sociais foi sugerido a elaboração de tratados e legislações, e, por fim, que como sociedade precisamos participar de discussões temáticas e conscientizar a população. O questionário final foi avaliado da mesma forma que o questionário inicial, com determinação das concepções mais comuns sobre os assuntos e a classificação da qualidade das respostas de acordo com o quadro 2. Após a metodologia aplicada: boa parte da turma (41%) conseguiu definir o buraco na camada de ozônio de forma satisfatória, porém, uma parte grande (34%) respondeu de forma insatisfatória; a maior parte da turma (59%) não conseguiu definir as causas do buraco na camada de ozônio, e apenas uma pequena parte (21%) conseguiu responder de forma satisfatória; A grande maioria da turma (62%) conseguiu definir de maneira satisfatória as consequências da depleção do ozônio; e Embora todos os alunos concordem que há uma relação entre o aquecimento global e o buraco na camada de ozônio, a maioria usou argumentos fracos (55%), e apenas uma pequena parte (31%) usou argumentos satisfatórios. Novamente a Biologia foi a disciplina que os alunos conseguiram relacionar melhor com o tema “Buraco na camada de ozônio”, apresentando 52% de argumentos satisfatórios seguida por química com 45%; Física apresentou a menor porcentagem de argumentos satisfatórios (24%); e Geografia apresentou a maior porcentagem de argumentos insatisfatórios (38%). Comparou-se os resultados dos questionários inicial e final para determinar como as concepções dos alunos mudaram após a aplicação da metodologia. A comparação foi feita pela variação da porcentagem de argumentos satisfatórios e insatisfatórios conforme o quadro 1. As respostas classificadas como razoáveis não foram comparadas pois sua variação não possui significado relevante para a pesquisa. Ao observarmos a figura 1, percebe-se que ao compararmos os questionários aplicados antes e depois da aplicação da metodologia, houve um aumento significativo de respostas satisfatórias para quase todas as questões e, com redução de respostas insatisfatórias para todas as questões. OBS: O eixo horizontal corresponde aos itens do quadro 1. Figura 1 Ao observarmos a figura 1, percebe-se que ao compararmos os questionários aplicados antes e depois da aplicação da metodologia, houve um aumento significativo de respostas satisfatórias para quase todas as questões e, ao mesmo tempo, houve uma diminuição de respostas insatisfatórias para todas as questões. Os resultados indicados na Figura 6 sugerem que a compreensão dos alunos aumentou em quase todos os aspectos pesquisados, com a única exceção sendo a relação entre o buraco na camada de ozônio e a disciplina de Geografia. A partir disso, sugere-se trabalhar em colaboração com o professor de Geografia, ou de outra ciência humana que domine mais a disciplina, que possa ilustrar melhor as consequências sociais do tema trabalhado.

Requisitos definidos para a classificação da qualidade de cada resposta do questionário.


Comparação dos questionário inicial e final, com as respostas satisfatórias e insatisfatórias.

Conclusões

A metodologia desenvolvida neste trabalho identificou as concepções dos alunos sobre a depleção do ozônio, desenvolvendo o respeito à sociedade e ao meio ambiente e levando-os a agirem como cidadãos críticos. Os resultados mostraram que após a aplicação da metodologia houve um aumento substancial das respostas satisfatórias e uma diminuição consistente das insatisfatórias, o que sugere um aumento da compreensão geral do tema “buraco na camada de ozônio” pelos alunos. Isso indica que a metodologia interdisciplinar desenvolvida foi capaz de promover a conscientização dos alunos sobre o tema, o que pode também ser considerada, quando em temas geradores, um passo na formação de cidadãos críticos. O aumento significativo dos argumentos satisfatórios quanto ao uso de projeções, estatísticas, diagramas e gráficos, mostra que houve desenvolvimento da habilidade de interpretar dados relacionados a contextos científicos e socioeconômicos pelos alunos. Quanto às consequências para a depleção do ozônio, o aumento de respostas satisfatórias e a diminuição das insatisfatórias, principalmente quanto à poluição, indicam que conseguiu-se promover a capacidade dos alunos de reconhecer os efeitos e consequências ambientais das ações antrópicas. As sugestões elaboradas durante o debate indicam que a metodologia possibilitou o desenvolvimento da habilidade dos alunos de conceber estratégias para enfrentar questões como o problema proposto, assim como a habilidade de se posicionar criticamente em relação a temas geradores. Considerando que a maior parte dos alunos alunos conseguiram argumentar de forma satisfatória ou razoável como 3 ou mais disciplinas se relacionam ao tema “depleção do ozônio”, acreditamos que a metodologia foi bem-sucedida quanto a desenvolver nos alunos a compreensão da importância de empregar a interdisciplinaridade em temas e problemas ambientais e a habilidade de aplicar conhecimentos de diferentes ciências para avaliar fenômenos.

Agradecimentos

Referências

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