Autores

Alves, D.F.S. (UFRJ)

Resumo

Este trabalho tem a finalidade de divulgar a construção, aplicação e importância dos Modelos Concretos de células unitárias de sólidos inorgânicos estudados nas disciplinas de Química Inorgânica dos cursos superiores de graduação em Química, como ferramentas efetivas no processo de ensino e aprendizagem de conceitos químicos relacionados às substâncias mencionadas. Muitos autores apontam a necessidade de estudos que forneçam aos professores um aporte teórico importante para a utilização destas ferramentas no Ensino de Química, sobretudo no Ensino Superior. Isso se dá, pois nesse nível de ensino, por conta da finalidade de formação profissional, há uma preocupação menor com as transposições didáticas necessárias para a construção desses conhecimentos (ALVES, 2016).

Palavras chaves

Modelagem; Modelos Concretos; Sólidos Inorgânicos

Introdução

Muitos autores de Ensino de Química têm realizado estudos que apontam para a necessidade de professores compreenderem sobre a confecção e aplicação de diversas ferramentas que podem facilitar o processo de ensino e aprendizagem. Dentre muitas ferramentas, destacam-se os modelos concretos, por permitirem que os indivíduos que tenham contato com eles possam transitar entre diversos âmbitos de conhecimento (VASCONCELOS; ARROIO, 2013; ALVES, 2016). A compreensão de professores quanto à necessidade de transformação das escolas em ambientes de formação cidadã pode favorecer o processo de inserção de diversas ferramentas facilitadoras do processo de ensino (BARBOSA; MOURA, 2013). É necessário que isso se dê com modelos concretos, pois ainda existem muitos erros conceituais associados à utilização dessa ferramenta e um baixo uso em sala de aula, principalmente nos Cursos Superiores de Graduação em Química. Os modelos concretos podem ser utilizados em diversos níveis de ensino por conta da sua versatilidade e da facilidade na construção e aplicação. Eles também oferecem a possibilidade de estimular sensorialmente os alunos e incluí-los, caso apresentem deficiência visual, por exemplo, (ORLANDO et al., 2009; ALVES et al., 2017) e promovem o desenvolvimento de habilidades artísticas, intuições espaciais e da cognição (ALVES, 2016). Muitos estudos sobre modelos concretos já ocorrem, porém limitam-se apenas na representação de substâncias moleculares estudadas no Ensino Médio. Isto, porém, não impede que eles sejam utilizados de maneira semelhantemente eficaz, por exemplo, na representação de estruturas de substâncias cristalinas estudadas nas disciplinas de Química Inorgânica dos Cursos Superiores de Graduação em Química.

Material e métodos

Fazendo-se um levantamento nos livros recomendados em ementas das disciplinas de Química Inorgânica de diversos cursos de Graduação em Química, observam-se algumas estruturas de sólidos cristalinos e as Redes de Bravais que mais são estudados. Para o desenvolvimento dos modelos concretos, foram escolhidos os sistemas (Figura 2) Cúbico Simples (CS), Cúbico de Corpo Centrado (CCC), Cúbico de Face Centrada (CFC), Hexagonal Simples (HS), para representação genérica de substâncias que adotem tais estruturas e, também, foram escolhidas as estruturas (Figura 1) do cloreto de césio (CsCl), do sulfeto de zinco (ZnS), do cloreto de sódio (NaCl) e da Perovskita-B (CaTiO¬3). Essas estruturas são estudadas de forma teórica em diversos livros e são consideradas por alunos de graduação como difíceis de compreender (ALVES, 2016). A escolha dos materiais utilizados na construção dos modelos levou em consideração o conceito do Modelo de Esferas Rígidas adotado na Química para se estudar sólidos cristalinos e um baixo custo associado à compra, tratamento artístico e resultado final. Foram utilizados palitos de churrasco para representar as interações de coordenação entre as espécies presentes nas substâncias, que, por sua vez, foram representadas por esferas de isopor de diversos diâmetros (25 mm, 35 mm e 50 mm), de modo que as ideias de razão entre raios atômicos e/ou iônicos fossem respeitados (Figura 1/Figura 2). Estes materiais foram tratados com adesivos, colas, tintas acrílicas e marcadores, de modo que as angulações presentes nas estruturas a serem representadas fossem respeitadas, e sofreram uma sequência de tratamentos artesanais para que tornassem os modelos concretos visualmente atrativos e bem resistentes.

Resultado e discussão

Os modelos construídos foram utilizados em diversos momentos para aplicações de pesquisas, ministração de cursos de extensão e oficinas. Dentre esses momentos, os modelos foram aplicados a 29 alunos do curso de Licenciatura em Química do Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ) – Campus Nilópolis, em uma sistematizada por questionários. Quando perguntados sobre o motivo que lhes atraiu para a utilização de modelos, 52% dos apontaram que o uso de modelos concretos favorece o desenvolvimento de intuições espaciais tridimensionais. Outros 31% falaram que a possibilidade de manuseio dos modelos concretos coloca tal ferramenta em vantagem às tradicionais ferramentas bidimensionais (imagens, GIFs e vídeos) utilizadas por professores de Química (ALVES, 2016). Em outro momento, os modelos citados foram utilizados em uma oficina no I Fórum sobre Inclusão em Centros e Museus de Ciência e Tecnologia, no auditório do Horto Botânico do Museu Nacional da Quinta da Boa Vista - São Cristóvão, Rio de Janeiro. Nesta oficina, 11 participantes videntes foram vendados (para que pudessem apenas tatear), manipularam os modelos concretos e responderam verbalmente a algumas perguntas. Desses participantes, 5 participantes disseram que os modelos podem ser utilizados muito bem em contextos de educação inclusiva, por promoverem a possibilidade do aluno não-vidente construir os conhecimentos relacionados a estruturas químicas e por promover certo caráter lúdico às aulas de Química.

Conclusões

Cada vez mais, há uma crescente necessidade de se desenvolverem estudos que instrumentalizem os docentes de Química para inovarem em suas aulas, mesmo que façam uso de recursos e/ou ferramentas já conhecidas. Os modelos concretos, amplamente conhecidos como modelos moleculares, já são utilizados há tempos. Porém, no Ensino Superior são pouco utilizados, sobretudo por docentes da área de Química Inorgânica. Algumas transposições didáticas se fazem necessárias também nesse nível de ensino para que os futuros professores tenham desempenhos ainda melhores em suas práticas pedagógicas.

Agradecimentos

Referências

ALVES, D. F. S. Os modelos concretos e suas colaborações no estudo de sólidos inorgânicos. 2016. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Química) – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, Nilópolis, 2016.

ALVES, D. F. S.; MENDES, C. F. P.; FERREIRA, I. J. Uso de Modelos Moleculares na Perspectiva Inclusiva: relatos de experiências de uma oficina voltada à educação inclusiva de pessoas com deficiência visual. In: LVII Congresso Brasileiro de Química, 57, 2017, Gramado. Anais Virtuais do CBQ. Gramado: ABQ, 2017.

BARBOSA, E. F; MOURA, D. G. Metodologias ativas de aprendizagem na Educação Profissional e Tecnológica. Boletim Tecnológico SENAC, Rio de Janeiro, v. 39, n. 2, p. 48-67, mai./ago.

ORLANDO, T. C.; LIMA, A. R.; SILVA, A. M.; FUZISSAKI, C. N.; RAMOS, C. L.; MACHADO, D.; FERNANDES, F. F.; LORENZI, J. C. C.; LIMA, M. A.; GARDIM, S.; BARBOSA, V. C.; TRÉZ, T. A. Planejamento, montagem e aplicação de modelos didáticos para abordagem de biologia celular e molecular no ensino médio por graduandos de ciências biológicas. Revista Brasileira de Ensino de Bioquímica e Biologia Molecular, vol. 1, fev. 2009.

VASCONCELOS, F. C. G. C.; ARROIO, A. Explorando as percepções de professores em serviço sobre as visualizações no ensino de química. Química Nova, São Paulo, vol. 36, n. 8, p. 1242-1247, 2013.