Autores

Mauricio, S. (IF SUDESTE MG) ; de Lara, A.A.C. (IFSP) ; Barbosa, E.P. (IFSP) ; Toledo, T.A. (IF SUDESTE MG) ; Barbosa, D.B. (IF SUDESTE MG)

Resumo

É importante que os aspectos científicos sejam abordados de forma compreensível, favorecendo uma aprendizagem significativa. Sendo assim, propor atividades que propiciem ao aluno a construção de um conhecimento desejável relacionando os aspectos químicos e matemáticos é fundamental para melhorar a compreensão dessas ciências. Nesse sentido, uma ferramenta didática muito utilizada e que vem apresentando resultados positivos é a experimentação e, um fenômeno interessante para estimular os alunos em aulas práticas é a luminescência, no qual substâncias químicas são capazes de emitir luz. Nesse sentido foi realizada uma pesquisa qualitativa, no intuito de buscar uma compreensão sobre os significados que os alunos têm sobre os assuntos luminescência e equilíbrio químico.

Palavras chaves

Ensino de Química; Luminescência; Equilíbrio Químico

Introdução

No Ensino de Química é necessária a utilização de metodologias e linguagens que facilitem a construção do conhecimento. Uma ferramenta didática muito utilizada é a experimentação. Esta trabalha a contextualização daquilo que fora antes dado junto da interdisciplinaridade,ao poder associa-la a outras disciplinas.Este método permite aos alunos resgatar conceitos já aprendidos, associar novas experiências àquelas já adquiridas e suscitar dúvidas com relação aos mesmos levando-os a uma discussão sobre o observado, cabendo a nós a procura por uma aprendizagem mais significativa (GIORDAN, 1999). Visando isto,fazer a associação entre fenômeno-conceito-matemática é um caminho para construção do conhecimento. Um fenômeno interessante para estimular os alunos em aulas práticas é a luminescência e pode ser abordado em atividades em sala de aula,(ALBERTIN et al.,1998),em associação a um conceito químico considerado por muitos estudantes do Ensino Médio como difícil - o equilíbrio químico, pois utiliza muitos conceitos matemáticos (DELORENZO, 1977). Assim é possível estudar como substâncias químicas são capazes de emitir luz,(KUNTZLEMAN et al., 2012), em conjunto com os diferentes conceitos matemáticos integrantes do tema. Em geral muito estudantes sentem-se confusos quando os conceitos matemáticos são apresentados na química. Então, faz-se necessário primeiro fazer com que eles percebam a natureza química envolvida no processo e, convencê-los que a matemática não é difícil. Neste sentido, este trabalho tem como meta principal pesquisar os conhecimentos dos alunos sobre Luminescência dentro do conceito de equilíbrio químico abordando os aspectos matemáticos. Além disso, desenvolver experimentos sobre o tema e pesquisar o impacto desses experimentos na construção do conhecimento.

Material e métodos

A metodologia utilizada consistiu na aplicação de questionários e desenvolvimento de atividades práticas com alunos da 2ª série do ensino médio integrado do IFSUDESTEMG–JF e do IFSP-Capivari. Para a análise dos questionários, utilizamos o Modelo dos Campos Semânticos. Este modelo nos remete a utilização de conceitos como autor, texto e leitor. No ato de enunciação, o autor, quando fala, sempre fala para “alguém” (o um leitor), e esse alguém é constituído pelo autor e é, de modo geral, denominado interlocutor. Temos a noção de conhecimento, a qual é uma crença-afirmação junto com uma justificação que permita ao autor produzir esta enunciação (Lins, 1999, p. 84). A técnica utilizada para análise dos resultados foi o questionário, com questões discursivas sobre o que fora observado pelos alunos no experimento. Este questionário foi aplicado em dois momentos. Um antes da prática, o qual foi previamente testado, e outro após a mesma. As questões do questionário abordavam teoria, aplicações e opiniões dos alunos. O experimento foi adaptado do procedimento proposto por McCluskey(1999), e realizado em grupos e consistia colocar um bastão de “lightsticks” em temperaturas diferentes para verificar e medir a intensidade da luz emitida associando ao Princípio de Le Chatelier e a equação de Arrhenius. Em seguida foi realizado outro experimento para investigar o efeito da mudança de concentração do peróxido de hidrogênio com a intensidade da da emissão de luz. Na etapa final foi proposto que redigissem minuciosamente os possíveis fenômenos ocorridos e as equações envolvidas por meio de textos e ilustrações. Após a entrega dos relatórios fora feito outro questionário, com questões similares e outras iguais ao realizado antes das atividades práticas.

Resultado e discussão

Na análise dos questionários iniciais, notamos que surgiram diversos tipos de produção de significados para Luminescência. Observamos que poucos alunos responderam em acordo com o conhecimento científico. Dentre as demais respostas, categorizamos como:- luminescência associada a lâmpadas incandescentes e fluorescentes e como luz. Após o experimento, encontramos diferentes categorias sobre os significados atribuídos para luminescência:placas de trânsito, Neon, Vaga-lume,Bastões e/ou pulseiras de festas e Radiação luminosa. A partir dos dados dos questionários pode-se realizar estimativas percentuais para algumas categorias:1.Você sabe como funcionam os lightstick?Explique. A maioria, 80%, afirmou que sim, entretanto não sabiam explicar o motivo. A partir do experimento você sabe explicar como ocorre a emissão de luz no “lightstick”?A maioria (68%) respondeu corretamente correlacionando aos fenômenos de transição eletrônica, enquanto 32% não souberam responder nem relacionar com a atividade.2.Você sabe dizer quando um sistema está em equilíbrio químico? 72% dos alunos responderam corretamente, porém misturando conceitos científicos com o senso comum, enquanto que 28% não souberam responder nem relacionar com o conteúdo discutido. 3.Faça um desenho demonstrando o equilíbrio químico do sistema observado. Apenas 46% conseguiu fazer um modelo demonstrando relação entre o conteúdo teórico e o experimento, a maioria (54%) demonstrou uma ideia próxima a um equilíbrio físico e não químico. Você sabe o que é uma função do 1º grau e uma função quadrática? E resolver problemas com ela? A maioria, 90% respondeu que sim mas ao final a maioria (80%) não sabia como fazer um gráfico da intensidade luminosa versus o inverso da Temperatura nem o significado matemático que ele representa.

Conclusões

Quanto à aplicação da luminescência no ensino do equilíbrio químico, constatamos que o experimento auxiliou alguns alunos no conhecimento do fenômeno da luminescência e na aprendizagem dos conceitos matemáticos envolvidos.Isso pode nos evidenciar que o experimento teve influência na produção de significados sobre o assunto, isto é,sobre o conhecimento deles. É necessário aprofundar os estudos matemáticos que envolvem o tema equilíbrio químico e desenvolver outras metodologias a fim de contemplarmos um maior número de estudantes com o conhecimento matemático necessário para o ensino da química.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais-campus Juiz de Fora e ao Instituto Federal de São Paulo.

Referências

ALBERTIN, R.; ARRIBAS, M.A.G.; BASTOS, E.L.; ROPKE, S.; SAKAI, P.N.; ADREY, M.M.; STEVANI, C.V.; UMEZU, I.S.; YU, J.; BAADER, W.J. QUIMILUMINESCÊNCIA ORGÂNCIA: Alguns Experimentos de demonstração na sala de aula. Química Nova, 21(6), 772-779, 1998.

FERNANDEZ, C., NERY, A. L. P. Fluorescência e Estrutura Atômica: Experimentos Simples para abordar o tema in Química Nova na Escola,p. 39-42 no. 19, Maio, 2004.

GIORDAN, M. O papel da experimentação no ensino de Ciências. Revista Química Nova na Escola, São Paulo, n. 10, p. 43-49, 1999.

KUNTZLEMAN, T. S.; ROHRER, K.; SCHULTZ, E. The chemistry of lightsticks: demonstrations to illustrate chemical processes. Journal of Chemical Education. Washington, vol. 89, n. 7, p. 910-916, june 2012.

LINS, R. C. Por que discutir teoria do conhecimento é relevante para a Educação Matemática, in “Pesquisa em Educação Matemática”, M. A. V. Bicudo (ed.), EDUNESP, São Paulo, SP., 1999.

MCCLUSKEY, L. CATHERINE; ROSER, E. CHARLES. Lightstick Kinetics. J. Chem. Educ., 76 (11), p 1514, 1999.

RONALD A. DELORENZO. Chemical equilibrium: Analogies that separate the mathematics from the chemistry. J. Chem. Educ., 54 (11), p 676, 1977.