ÁREA
Ensino de Química
Autores
Sales, L.S.N. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA) ; Santana, L.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA) ; Silva, A.R. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA) ; Santos, R.R.L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA) ; Lira, C.R.G.C. (CENTRO EDUCA MAIS MENINO JESUS DE PRAGA) ; Santos, A.J.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA) ; Porto, M.J.F. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA)
RESUMO
Para superar o ensino tradicional de química, a abordagem Ciência-Tecnologia- Sociedade-Ambiente (CTSA) oferece uma proposta estimulante de ensinar química, promovendo engajamento e contextualização. Um projeto de integração entre ciência e meio ambiente foi desenvolvido no Programa Residência Pedagógica (PRP) em uma escola pública de Ensino Médio Integral do estado do Maranhão. O projeto incluiu aulas interativas, jogos educacionais, criação de maquetes escolares com painéis solares e uma consultoria para avaliar a viabilidade dos painéis solares na escola. A pesquisa qualitativa exploratória envolveu 114 alunos e revelou progresso, participação ativa e eficácia da CTSA em despertar entusiasmo pela química e consciência ambiental, mostrando adaptação da educação à BNCC e prática relevante.
Palavras Chaves
Educação; CTSA; Energia Solar
Introdução
Desde a implementação da Base Nacional Comum Curricular - BNCC, a educação vem sofrendo mudanças no Brasil. As relações de ensino-aprendizagem e as dinâmicas de organização dos componentes curriculares passam a ter cunho mais interdisciplinar. A BNCC, como documento normativo, visa orientar toda a rede educacional do país, seja ela pública ou privada, promovendo o conjunto de aprendizagens que devem ser desenvolvidas ao longo da educação básica, assegurando os direitos de conhecimento dos alunos (Brasil, 2018). Documento este que tem seus fundamentos pedagógicos estruturados em dois principais itens: na aquisição de habilidades e no desenvolvimento de competências. No entanto, a realidade encontrada no ensino de química nas escolas brasileiras está ainda voltada para o ensino tradicional, isso faz com que seu desenvolvimento seja estruturado em torno de atividades que levam à memorização de símbolos, fórmulas e teorias que em não só limitam o aprendizado como também contribuem para termos alunos desmotivados e sem conexões da química com a sua vida cotidiana (Santos, 2013). Uma das possibilidades de contribuir para a mudança deste cenário é desenvolver atividades que busquem a contextualização, utilizar metodologias em que o aluno seja autor do seu processo de crescimento e envolvimento, que esteja motivado e engajado para participar e contribuir nas aulas. Sobre este contexto de buscar estratégias didáticas que podem melhorar a relação ensino-aprendizagem, a abordagem Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente (CTSA) pode auxiliar as aulas de química no que tange inovação de métodos, bem como “analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas interações e relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e global” (BNCC 2018, p.554), com isso foi realizado num projeto para implementar dentro da área ciências da natureza e suas tecnologias a relação entre ciência e meio ambiente com o intuito de dar uma nova visão ao ensino de química e física. A sociedade vem a algum tempo enfrentando diversas dificuldades, causadas principalmente pelas tradicionais fontes geradoras de energia elétrica. E justamente nesse embate de discussões sobre a questão ambiental frente a origem energética, é necessário que haja compreensão e estudos sobre alternativas sustentáveis com baixos impactos socioambientais para a geração de energia elétrica, como é o caso da energia solar. Rezende (2019, p.5) afirma que: “Dessa forma, a energia solar apresenta como principais características a utilização de uma matéria-prima inesgotável, o sol, e não causa impactos ao meio ambiente durante a conversão da energia solar em energia elétrica. [...] a energia solar tem se consolidado como uma fonte de energia alternativa e renovável que contribuí para atender a demanda de eletricidade de modo sustentável. ” Abordar o tema energia no ensino médio permitirá discutir as alternativas para a geração de energia sustentável, de forma clara e objetiva onde é possível trabalhar artigos e trabalhos científicos com alunos da rede pública do ensino médio. E nesse quadro se encaixa a CTSA e fazer o intermédio entre conhecimento científico, a tecnologia, a sociedade e o meio ambiente é uma possibilidade real de promover o amadurecimento sobre questões sociais relacionadas a ciência e tecnologia, visando a redução do consumo de recursos naturais e dos impactos ambientais. Segundo Fernandes e Pires, (2013, p.36) é importante que “Se criem possibilidades para o aluno reconhecer a importância da ciência e da tecnologia na vida diária, bem como os impactos do seu uso no ambiente. ” Nesta perspectiva, o presente trabalho busca apresentar dentro de um itinerário formativo que traz a proposta de juntar disciplinas da mesma área do conhecimento para aprofundar seus conteúdos de uma forma mais dinâmica e tornando o aluno protagonista do seu saber, através de projetos, oficinas, núcleos de estudo, que nas turmas de primeiro ano tem o papel de apresentar uma nova visão das matérias tradicionais, assim dando continuidade ao seu desenvolvimento escolar dentro da área desejada. Em vista disso a importância e utilização da energia solar como uma fonte de energia renovável através da elaboração de uma maquete representando a escola, para implantação de uma célula fotovoltaica caseira.
Material e métodos
O projeto foi desenvolvido, dentro do Programa Residência Pedagógica (PRP), em uma escola de Ensino Médio Integral da rede pública estadual do Maranhão, situada no bairro Cidade Operária. O PRP tem por finalidade contribuir para o aperfeiçoamento da formação inicial de professores da educação básica nos cursos de licenciatura (CAPES, 2018). Foi aplicada uma pesquisa de cunho qualitativo e natureza exploratória. Estas pesquisas têm como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema, com vistas a tomá-lo mais explícito ou a constituir hipóteses, buscando aprimorar ideias, dentro de um planejamento flexível, considerando os diversos aspectos envolvidos no estudo (Gil, 2002). A realização da pesquisa ocorreu com a participação de três turmas do ensino médio, totalizando 114 estudantes, durante o desenvolvimento do Pré-Itinerário Formativo, componente curricular interdisciplinar oferecido na escola. Para um primeiro momento realizou-se aulas e intervenções pedagógicas com as seguintes temáticas: conhecimento científico e senso comum, importância do conhecimento científico, ciência e tecnologia e escalas termométricas. Ao final desta etapa aplicou-se um jogo na plataforma Kahoot!, abordando os conceitos de energia solar, como é gerada, seus componentes e funcionamento dos sistemas fotovoltaicos, para avaliar a aquisição dos conhecimentos. Esta plataforma é frequentemente utilizada para criar jogos educacionais e de treinamento, promovendo o engajamento e a aprendizagem colaborativa. No segundo momento, os alunos foram divididos em dois grupos: um responsável por construir uma maquete da escola e o outro pela confecção de painéis solares que foram instalados nas maquetes. O projeto constituiu-se na confecção de maquetes da própria escola utilizando painéis solares ao invés de energia elétrica. Os próprios alunos se encarregaram dessa construção das maquetes, sempre sob os olhares dos residentes e professores. Quando finalizada a confecção das maquetes e dos sistemas fotovoltaicos foi possível montar um protótipo da escola utilizando a energia solar como matriz energética. Para estabelecer um comparativo entre o consumo de energia da escola a partir da rede elétrica e a partir dos sistemas fotovoltaicos foi solicitado uma consultoria junto a MCH Solar e Engenharia, empresa esta consolidada e ativa no mercado de instalação de painéis solares, para fornecer dados de custos e retorno financeiro na utilização da energia renovável pela escola dentro de uma faixa de 25 anos, utilizando como dado-base uma conta de luz cedida pela escola, para traçar custos e avaliar se é viável aderir ao uso de painéis solares em detrimento à energia elétrica, por ser uma fonte de energia limpa e com custo ao final mais barato.
Resultado e discussão
O ensino foi conduzido por meio de avaliações variadas, melhorando a compreensão
e promovendo autonomia entre os alunos. Eles foram engajados e questionadores,
abordando não apenas a importância da energia solar, mas também outras energias
renováveis. A utilização de recursos como vídeos, simuladores, jogos, artigos e
discussões em sala de aula ampliou o conhecimento e incentivou a busca por
aprendizado externo, além das abordagens mencionadas, foi introduzida a leitura
e análise de textos científicos, permitindo que os alunos se aprofundassem no
tema. A estruturação do ensino em duas etapas distintas demonstrou ser altamente
eficaz, possibilitando a realização de pesquisas que se alinhassem às diferentes
abordagens apresentadas em cada fase do processo educacional. Como resultado, os
alunos foram capazes de aprofundar sua compreensão, desenvolver habilidades de
pesquisa e participar ativamente do aprendizado, de forma que foram capazes de
desenvolver suas próprias "células fotovoltaicas" dentro de um protótipo
elaborado pelos mesmos, demonstrando sua eficiência de forma prática.
O uso da plataforma Kahoot!, incorporado ao processo de ensino da energia solar,
no primeiro estágio da pesquisa, foi empregado como uma abordagem coletiva para
coletar dados. Por meio de um jogo interativo, foram apresentadas questões
relacionadas aos tópicos abordados ao logo do primeiro momento, os alunos
competiram para alcançar as três melhores posições, o que permitiu a coleta de
informações valiosas sobre o entendimento e a retenção do conteúdo.
Os resultados apresentados pela utilização do jogo proporcionaram uma visão
clara das áreas em que os alunos demonstraram proficiência e aquelas que
precisavam de mais atenção. O uso bem-sucedido do Kahoot! não apenas trouxe uma
abordagem envolvente e colaborativa para o ensino, mas também ofereceu
informações valiosas para ajustar e aprimorar o processo de aprendizado. Isso
ilustra como as tecnologias educacionais podem ser incorporadas de maneira
eficaz para avaliar o conhecimento dos alunos e direcionar futuras atividades de
ensino.
Para o segundo momento, a abordagem visou estimular a criatividade e a aplicação
prática do conhecimento por meio da construção de maquetes com painéis solares.
De acordo com Freitas (2014), o uso de maquetes no ensino ambiental tem como
função especial estabelecer uma ponte entre o abstrato teórico e a realidade,
simulando em sala de aula aquilo que acontece no meio ambiente, bem como permite
a visualização, análise, comparação e geração de hipóteses por parte do(a)
observador(a) acerca dos fenómenos ambientais ali representados. Desta forma,
notou-se a importância da pesquisa ao transformar conceitos teóricos em uma
representação tangível à realidade dos alunos, na absorção ode conhecimentos
científicos e tomada de decisão, simulando os benefícios e o retorno que a
escola poderia obter ao adotar a energia solar.
A avaliação das maquetes ocorreu por meio de apresentações conduzidas pelos
alunos das diferentes turmas e foi avaliada conjuntamente pelos professores
responsáveis. Os critérios de avaliação incluíram o domínio do assunto estudado,
a compreensão do funcionamento de uma célula fotovoltaica, os benefícios que
seriam gerados pela implementação na escola, bem como a qualidade e
funcionalidade da estrutura da maquete e da célula fotovoltaica inserida na
réplica. Que serviu para mostrar a partir de uma percepção geral feitas pelos
professores o desempenho dos discentes.
Essa abordagem encerrou a pesquisa de forma prática e engajadora, permitindo
que os alunos aplicassem suas habilidades e conhecimentos de forma concreta,
enquanto reforçavam sua compreensão sobre os benefícios das energias renováveis,
em particular da energia solar.
Podemos observar na figura 1 o resultado obtido do trabalho de uma turma, onde
todos se sentiram contentes e muito felizes com o final do projeto, tendo o
resultado melhor até do que os mesmos esperavam, afinal fizeram uma réplica fiel
da escola e as placas no final funcionaram perfeitamente, conseguiram um ótimo
resultado final. Após concluir tudo, os alunos avaliaram todo o processo, e
segundo os mesmos: “[...] No início senti um pouco de dificuldade com o assunto,
mas ao final de tudo tenho certeza de que vai me agregar muito no futuro”; outro
disse: “[...] Quero agradecer aos professores por todo auxílio e paciência com a
gente nesse tempo, foi muito importante o apoio de vocês para conseguirmos
concluir tudo e para entendermos a importância da energia solar”.
Assim, como discute Meira (2020), a implementação de práticas pedagógicas que
estimulem e que mobilizem o desenvolvimento de posturas criativas e o
engajamento dos estudantes é crucial para atender as demandas da sociedade
moderna. Essas propostas viabilizam o desenvolvimento de diversos aspectos da
formação integral do indivíduo, como imaginação, argumentação, design,
habilidades sociais, emocionais, culturais e físicas. Ou seja, para além de
atividades pautadas na memorização de conteúdo. Estes aspectos foram
perceptíveis nos alunos da escola Menino Jesus de Praga, extrapolando para o
campo da proposição de soluções criativas, colaborativas e críticas.
O projeto focou em se adaptar as novas dinâmicas da escola, com o intuito de
trabalhar energia solar de uma forma consciente, abordando conteúdos e conceitos
científicos e aplicando metodologias alternativas. Atualmente a uma grande
necessidade de apresentar temas que contemplem a sustentabilidade, o meio
ambiente, a formação de cidadãos conscientes e uma sociedade responsável em prol
de um mundo mais limpo, pensando nisso o projeto “era sol que me faltava” nasceu
com o intuito de conscientizar e construir conhecimento dentro e fora da sala de
aula, aplicado em turmas do primeiro ano como uma forma de abordar conteúdos de
física e química dentro de uma perspectiva inovadora e sanando as necessidades
dos alunos, apresentar uma visão mais crítica e enxergarem dentro do seu
cotidiano os assuntos abordados e os problemas sociais.
A busca por uma fonte de energia sustentável que não degrade o meio ambiente se
fez necessário frente as problemáticas ambientais e as crises hidrelétricas ao
longo dos anos, que refletem diretamente a população, assim como discute Rosa e
Gasparin (2016, p.1):
“O contexto atual vem fazendo com que as nações busquem novas formas de geração
de energia que causem menos danos ao meio ambiente e que também sejam mais
viáveis economicamente. As formas atuais de geração de energia necessitam da
soma de altos recursos e causam impactos financeiros nas economias, pois muitas
dessas fontes energéticas apresentam um elevado custo de implantação. Como os
países não desfrutam de elevadas taxas de poupança, são obrigados a recorrerem a
fontes de financiamento internacional. Nesse sentido, as estratégias de
desenvolvimento vêm sendo dirigidas para o uso de energias renováveis que além
de reduzirem emissões estão se tornando viáveis economicamente. ”
Ao longo das discursões e elaboração dos projetos da maquete, foi elaborado
junto a empresa MCH Solar e Engenharia implementar isso na escola de forma
concreta a ideia de instalação de placas solares na escola, mostrando seus
benefícios e a importância não somente para o meio ambiente, mas também para a
economia na geração de gastos referente a conta de luz, foi apresentado as
seguintes informações, por meio de dados colhidos da conta de luz da escola e
seus gastos com energia:
Maquete finalizada com os painéis instalados\r\nFonte: Próprio autor, 2023.
Comparativo de Gastos com Energia e Retorno \r\nFinanceiro Acumulado em 25 Anos com Solar\r\nFonte: MCH Solar e Engenharia, 2023.
Conclusões
Ao longo do desenvolvimento do trabalho e com os modelos de avaliações propostos foi percebido na pesquisa o progresso dos alunos, primeiro em relação ao Programa Residência Pedagógica, pois estiveram sempre proativos e engajados desde a concepção do projeto. Segundo, em relação ao desenvolvimento da disciplina PRÉ-IF, pois permitiu a contextualização e a interligação entre Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA). Notou-se o conhecimento sendo moldado pela colaboração dos estudantes, não apenas entre si, mas também em conjunto com seus professores e os residentes presentes, tanto no decorrer das aulas como também no desafio de montar a maquete da escola com uma fonte de energia fotovoltaica. A construção das maquetes foi baseada em artigos científicos sugeridos pelos residentes aos alunos, que a partir dos estudos, investigaram uma forma de implantar um sistema de energia solar na escola. A ideia inicial foi construir um protótipo de “placa solar”, para comprovar sua eficiência. Os alunos colocaram a maquete em exposição ao sol e utilizaram de seus celulares para carregá-los e ao final compararam a carga inicial e final do celular, comprovando sua eficiência e demostrando a utilização de forma prática. Isso refletiu não apenas em sua compreensão do assunto, mas também os incentivou a explorar soluções criativas para os desafios que surgiram durante o processo. Esse projeto não apenas fortaleceu suas habilidades práticas, mas também os inspirou a estudar química com entusiasmo e determinação. Esses resultados enfatizam a necessidade de introduzir atividades diversas no ambiente escolar, permitindo aos estudantes uma experiência de aprendizado mais envolvente, significativa e desfrutável. O objetivo é inspirar tanto os educadores quanto os alunos a participarem de situações de aprendizagem inovadoras, promovendo o interesse dos alunos pelo estudo e pelo desenvolvimento das habilidades e competências previstas na BNCC.
Agradecimentos
Agradecemos a comunidade do Centro de Ensino Menino Jesus de Praga, ao programa de Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, ao Programa Residência Pedagógica e aos orientadores.
Referências
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CAPES. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. Brasília: Ministério da Educação, 2018.
DA ROSA, Antonio Robson Oliveira; GASPARIN, Fabiano Perin. Panorama da energia solar fotovoltaica no Brasil. Revista brasileira de energia solar, v. 7, n. 2, p. 140-147, 2016.
FREITAS, M. R. Metodologias em educação ambiental formal e não-formal para a conservação do sistema socioecológico. Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) Programa de Pós-graduação em Engenharia Florestal da Universidade Federal de Lavras. Lavras/MG, 2014.
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MEIRA, L. R. L. Precisamos redesenhar a sala de aula, este é um momento apropriado. Revista Algomais, 22 set. 2020.
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