ÁREA
Ensino de Química
Autores
Souza, C.S. (UFBA) ; Magalhães, E.D.F. (UFBA) ; Neves, J.P.C.S. (UFBA) ; da Silva, J.C. (UFBA) ; Cardoso, L.A. (UFBA) ; Cerqueira, M.D. (UFBA)
RESUMO
Este trabalho é o resultado de estudos no componente curricular Química Orgânica Experimental IV (QUI A51) - curso de Licenciatura em Química -Universidade Federal da Bahia-, sobre a aplicação de técnicas experimentais no Ensino Médio – Destilação por Arraste a Vapor/Hidrodestilação e Cromatografia em Papel –, durante a Pandemia de COVID-19. A partir da revisão bibliográfica, buscou-se discutir as características da produção científica nesse período, marcado por profundas mudanças na dinâmica de trabalho de professores e estudantes. Ainda que a pesquisa em ensino de Química Orgânica por experimentação tenha persistido, até mesmo com a criação de novas ferramentas didáticas, foi possível observar uma descontinuidade na sua aplicação, implicando em potenciais perdas neste cenário.
Palavras Chaves
Arraste a Vapor; Cromatografia em Papel; Pandemia
Introdução
No dia 5 de maio de 2023, a Organização Mundial da Saúde decretou o fim da emergência de saúde pública de importância internacional que vinha se desenrolando desde o primeiro semestre de 2020. Esta resolução, fruto do esforço conjunto da sociedade e da ciência na busca por tratamentos, vacinas e medidas preventivas, no entanto, não apaga os inumeráveis percalços vividos pelo sistema educacional neste período. Nesse cenário, foi preciso criar estratégias e alternativas para que o aprendizado dos estudantes não fosse ainda mais prejudicado diante das medidas de distanciamento social e, consequente, o ensino remoto das escolas. O ensino da Química requer mediação entre teoria e prática, especialmente através da experimentação, de modo que este componente curricular foi significativamente impactado pelo referido contexto, sendo necessária a criação de novas metodologias de ensino, novas estratégias didáticas para promoção de conhecimentos. Por diversas vezes, o estudante é colocado na posição de espectador passivo, onde há uma supervalorização da memorização de conceitos e fórmulas, o que acentua o seu distanciamento com a Química (TREAGUST et al., 2018). Como alternativa, a experimentação no ensino de Química pode se revelar muito útil por dispor de recursos investigativos capazes de despertar o interesse do estudante, a sua curiosidade e disposição de aprender sobre a ciência (JESUS; SALES, 2021). No entanto, para que atinja seus objetivos, defende-se que não seja executado de forma meramente demonstrativa e roteirizada, desfavorecendo a participação do estudante, considerado fator essencial no ato pedagógico, além de não levar em consideração o seu contexto social, econômico e político. A área da Química Orgânica, sem dúvida, utiliza muitas atividades experimentais no Ensino Médio. Em decorrência da inviabilidade do ensino presencial, em especial dos laboratórios, questionou-se quais as mudanças ou adaptações no formato e nos procedimentos das aulas ocorreram (ALMEIDA et al., 2023; CUNHA et al., 2021). Diante disso, a técnica de destilação por arraste a vapor/hidrodestilação e a cromatografia em papel foram investigadas por serem comumente aplicadas ao público-alvo desta investigação. O primeiro método experimental em foco tem como objetivo principal a obtenção de óleos essenciais de espécies vegetais e pode ser realizado em diferentes condições (VALENTIM; SOARES, 2018), sendo passível de adaptações diversas, tal como exemplificado no trabalho de Lima, Silva e Pinheiro (2021). É chamado de destilação por arraste a vapor, uma vez que as substâncias voláteis e imiscíveis em água são extraídas da amostra vegetal e conduzidas por uma corrente quente de água recém vaporizada até um condensador, onde, por fim, é obtida a mistura água/óleo ou hidrolato (PAVIA et al., 2009). Caso a amostra esteja em contato direto com o líquido em aquecimento (no mesmo balão), a técnica também recebe o nome de “hidrodestilação”, e, por esse motivo, ambas foram incluídas na pesquisa. Sua aplicação no Ensino Médio medeia as dimensões micro e macroscópica ao trabalhar conceitos como ponto de ebulição e solubilidade, estimulando a percepção sensorial por meio dos odores das substâncias. A técnica de cromatografia em papel, por sua vez, é aplicada em experimentos não complexos, acessíveis, e que podem ser realizados pelos próprios estudantes. Consiste em separar os componentes de uma mistura (fase móvel) com base nas suas relativas diferenças de interação a partir do padrão de deslocamento através de uma fase estacionária, o papel. Dessa forma, é possível trabalhar conceitos como substâncias, misturas, interações intermoleculares e métodos de separação. De modo geral, tais experimentos, podem ser facilmente contextualizados para o enriquecimento do ato pedagógico, estimulando a posição crítica e reflexiva dos estudantes frente às relações entre ciência e sociedade. A título de exemplo, os óleos essenciais obtidos por destilação por arraste a vapor/hidrodestilação têm muitas aplicações: no campo da medicina. Oliveira et al. (2023) mostrou as propriedades larvicida e leishmanicida do óleo essencial extraído da casca da tangerina (Citrus Reticulata), contra o Aedes aegypti e a Leishmania amazonensis. Principalmente na abordagem de ensino CTS – Ciência, Tecnologia e Sociedade, – essa discussão se faz extremamente válida, visto que esta trata a ciência como produto do contexto econômico, político e social, buscando questões relevantes para a sociedade, sem deixar de levar em conta as implicações éticas no contexto que estão inseridas (SANTOS e MORTIMER, 2000).
Material e métodos
Destilação por Arraste a Vapor/Hidrodestilação A plataforma escolhida para a pesquisa dos artigos foi o Google Acadêmico, por ser amplamente acessível a todos os tipos de público. Quanto à destilação por arraste a vapor/hidrodestilação, foram realizadas duas buscas dentro do período de 2020 a 2022. A primeira usou os descritores: "HIDRODESTILAÇÃO" "ENSINO DE QUÍMICA" "ENSINO MÉDIO”, seguindo-se 19 resultados. Dado o grande número de Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) encontrados, na segunda busca, adicionou- se um último descritor sinalizado com subtração: "ARRASTE A VAPOR" "ENSINO DE QUÍMICA" "ENSINO MÉDIO" – “TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO”, sucedendo em 24 resultados. A curadoria derivou em 5 artigos adequados ao tema e ao público em foco, o Ensino Médio. O Quadro 1 reúne e enumera todos os trabalhos analisados, com respectivos anos de publicação. Cromatografia em papel O Google Acadêmico também foi utilizado como base de dados e os buscadores utilizados foram: “CROMATOGRAFIA EM PAPEL”; “ENSINO DE QUÍMICA”; “PANDEMIA”. O período de publicação delimitado foi de 2020 até 2022 e, a partir dos 16 resultados encontrados, apenas 11 abordavam de fato a temática - a maioria no formato de TCC. O maior número de publicações concentrava-se no ano de 2021. Quanto ao público-alvo, houve um certo equilíbrio na distribuição das produções: uma parte foi destinada a licenciandos da área de Ciências Naturais e a outra, a estudantes do Ensino Médio. Dessa forma, buscou-se analisar os trabalhos voltados ao Ensino Médio independente do formato (Quadro 2).
Resultado e discussão
Após a seleção dos trabalhos, de acordo com a metodologia previamente
estabelecida, prosseguiu-se a análise. Levando em consideração a mediação
didática proposta, o conteúdo científico, a perspectiva dos alunos, o contexto
social e as especificidades da publicação, foi elaborado um conjunto de
“critérios avaliativos” (Quadro 3) para analisar ou comparar, de maneira
qualitativa, os pontos essenciais de cada trabalho. Também foi possível traçar
comparações de acordo com a adequação dos artigos aos tais critérios. A cada um
destes atribuiu-se uma letra do alfabeto.
A partir da seleção de características, foi possível construir uma tabela-
síntese que descrevesse cada artigo em seus aspectos essenciais e servisse ao
propósito comparativo (Quadro 4).
Destilação por Arraste a Vapor/Hidrodestilação
Diante do exposto, percebe-se uma tendência geral dos artigos de não citarem o
contexto pandêmico. Tal desconexão com a realidade externa à sala de aula pode
ter se dado por opção dos autores, e não ficam claros os motivos. O único artigo
encontrado que se utiliza deste tema como principal problematização para o
trabalho experimental é o artigo 1. No entanto, este não explicita de forma
clara o colégio, série e turma aos quais o experimento foi atribuído, tampouco a
forma como se deu a mediação do docente. Seu foco se limitou basicamente à
divulgação da confecção de um destilador de baixo custo, com materiais
alternativos, tendo em vista as dificuldades de se praticar aulas presenciais no
período citado. A espécie do vegetal submetido à destilação por arraste a vapor
foi o cravo-da-índia (Syzygium aromaticum), mas os resultados da
aplicação, qualitativos ou quantitativos, também não apareceram neste trabalho,
nem qual parte da planta, mas provavelmente foram utilizados os botões florais.
Foi também o único dos artigos a não delimitar uma sequência de aulas.
Os artigos 3 e 5 apresentaram certa similaridade, uma vez que descrevem
trabalhos aplicados em escolas de contextos não convencionais (agroextrativista
e quilombola, respectivamente). Tendo em vista o ambiente rural e o apreço pela
valorização da cultura local e dos saberes tradicionais, a abordagem nestes
artigos diferenciou-se consideravelmente das demais. As escolas retratadas foram
mais bem caracterizadas em suas limitações, tanto no sentido educacional (falta
de professores de Química, por exemplo), quanto com relação à infraestrutura.
Por esse motivo, os experimentos foram realizados fora de um laboratório e
utilizaram materiais alternativos: na escola quilombola, por exemplo, o custo
total da aparelhagem confeccionada foi de R$113,00. A escolha das espécies
vegetais utilizadas teve mais participação dos alunos e da comunidade, que
incluíram as suas vivências medicinais ou religiosas.
No artigo 3, obteve-se óleo essencial das folhas de citronela (Cymbopogon
winterianus), enquanto no artigo 5 utilizou-se folhas de eucalipto
(Eucalyptus sp.) e capim-cidreira (Cymbopogon citratus).
No artigo 4, há um grande destaque para a importância das aulas experimentais e
para a relevância social do tema estudado (destilação por arraste a vapor e
óleos essenciais). A aula foi estudada de forma qualitativa, com um total de 60
alunos de terceiro ano, avaliando o impacto da realização do experimento
(hidrodestilação do cravo-da-índia) em contraste com as aulas expositivas mais
tradicionais, considerando o enriquecimento do conhecimento científico e a
formação cidadã através da contextualização. No entanto, não ficou claro se os
dados foram coletados antes da pandemia.
O artigo 2 apresenta uma proposta tradicional mais complexa, com uma sequência
de aulas que buscaram relacionar o nível macroscópico e o submicroscópico a
partir da prática experimental. Foram utilizadas para extração do óleo as cascas
da laranja (Citrus sp.). Um destaque deste trabalho é o detalhamento
minucioso das etapas, desde o tratamento dos resíduos (limpeza e secagem do
material até a posterior extração do óleo com hexano, enfatizando mais
processos, rendimento obtido e controle de temperatura. A metodologia de
pesquisa utilizada para avaliar a aula junto aos alunos foi qualitativa.
Cromatografia em Papel
Oliveira et al.(2021) analisaram os materiais de apoio utilizados pelos
estudantes de escolas públicas no período da pandemia. Foram elaborados sete
volumes de apostilas pela Secretaria de Educação de Minas Gerais, em parcerias,
buscando contemplar a Base Nacional Comum Curricular (BNCC). De acordo com
Oliveira et al. (2021), há consonância do material com o que é exigido
pela BNCC, porém, os materiais trazem situações hipotéticas que tentam ser
lúdicas, não trazem situações ou correlações com o cotidiano e não provocam o
pensamento crítico. O experimento de cromatografia em papel, por exemplo, não
foi utilizado, e a técnica foi apenas citada em uma situação-problema. Os
autores consideraram adequado seu estudo apenas com o conteúdo de interações
intermoleculares, mas sugere-se que tal experimento possa ser realizado em outra
etapa de escolarização. Considerou-se uma perda não ter sido realizado pelos
estudantes, em tal período, visto sua possível aplicação.
Já Rangel (2020) buscou trazer em seu TCC uma relação de técnicas do banco de
experimentos do MEC online, e, como o professor, as inseriu em sala de aula, de
modo a propor aplicações de aulas experimentais para o ensino de Química. É dito
que raras são as instruções do MEC para tais realizações, e que também poucas
eram as aplicações dos experimentos por professores apesar de acreditarem em
práticas experimentais como relevantes no processo de aprendizagem. Em termos da
técnica de Cromatografia em Papel, Rangel (2020), ao realizar a investigação dos
experimentos, encontrou dois materiais que retratam a separação de misturas por
cromatografia em papel, mas por razão desconhecida, não propôs tal técnica como
aula experimental, apenas a trouxe como resultado de sua busca bibliográfica e
descreveu como o experimento era trazido no contexto das aulas presenciais.
Rodrigues (2022), artigo 9, reporta o uso de um experimento de cromatografia em
papel realizado em uma turma de um colégio em São Paulo. A proposta da autora
foi apresentar um experimento que pudesse ser realizado no Ensino Médio,
requerendo materiais de baixo custo, tendo em vista que sua obtenção passou a
ser dificultada no período da Pandemia. O experimento foi realizado em sala de
aula com os alunos, indicando que não era período de aulas remotas, embora tenha
sido realizado no contexto da Pandemia. Contudo, os autores não deixam claro se
foi antes do fechamento das escolas ou após o retorno das aulas presenciais. A
autora relata que, na opinião dos próprios estudantes, seu interesse pela
disciplina aumentou após a aula experimental.
Jesus e Sales (2021), reportam a elaboração de oito experimentos destinados à
uma turma do primeiro ano do Ensino Médio. Para isso, devido à falta de
infraestrutura do colégio, foi construído um caixote de madeira para servir de
armário de laboratório com materiais alternativos (Laboratório Itinerante).
Entre eles, estava o experimento que empregaria a técnica de cromatografia em
papel para a separação das substâncias presentes em um extrato de folhas roxas,
mas este experimento não pôde ser feito. Com a suspensão das aulas presenciais,
infelizmente, apenas um desses foi realizado.
Os autores relataram que, em suas percepções, os alunos se interessaram mais
pela disciplina, quando foi usado o experimento, e parecem propor que o
resultado seria o mesmo no uso de todos os demais.
Quadro 1: Trabalhos sobre Hidrodestilação \r\nselecionados para o presente estudo\r\nQuadro 2: Trabalhos sobre Cromatografia em papel \r\nselecionados para o pre
Quadro 3: Critérios Avaliativos\r\nQuadro 4: Classificação dos Artigos Analisados
Conclusões
A destilação por Arraste a Vapor/Hidrodestilação é uma técnica com um imenso potencial de aplicação, mas as produções acadêmicas voltadas a esse tema no período da Pandemia, não refletem essa importância. A maioria dos artigos encontrados, publicados em periódicos nacionais, não citaram a Pandemia ou se preocuparam em relacionar seu conteúdo diretamente aos impactos desta. Embora a maioria traga uma sequência de aulas, apenas a metade traz alguma sugestão de materiais de baixo custo. Foi possível também encontrar produtos didáticos e alternativas de algumas ferramentas, sendo que esse material encontrado mostrou grande potencial para ser utilizado em aulas de Química no contexto escolar atual. Embora a Cromatografia em Papel seja uma técnica acessível e segura, foi observada uma descontinuidade em sua aplicação durante a Pandemia, ficando limitada aos seus aspectos teóricos. Entende-se como resultado desse movimento, em um período tão complexo, que houve uma perda para o aprendizado dos estudantes, tendo em vista o potencial da experimentação nesse processo. Espera- se que, com o retorno da normalidade, seja possível o resgate de uma técnica que é relativamente bem aplicada no contexto escolar. As produções analisadas revelam a persistência da comunidade científica brasileira perante a Pandemia e todas as dificuldades apresentadas nesse período. Mesmo nesse contexto, foram produzidos muitos trabalhos acadêmicos, mostrando a versatilidade com que os conteúdos de Química podem ser ministrados. Além disso, todo conhecimento gerado nesse período não se restringe à época da Pandemia, indicando também a viabilidade de criação e uso de laboratórios didáticos de baixo custo - especialmente em regiões carentes de recursos, sejam eles financeiros ou tecnológicos.
Agradecimentos
Agradecemos à Universidade Federal da Bahia (UFBA), ao Instituto de Química da UFBA, através dos técnicos dos laboratórios didáticos, pelo apoio na realização deste trabalho e aos colegas da turma de QUI A51.
Referências
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