Autores

Almeida Lopes, U. (FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE - FAEMA) ; dos Santos, S.F. (FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE - FAEMA) ; Muniz de Souza, J. (FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE - FAEMA) ; Geron, V.L.M.G. (FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE - FAEMA) ; Terra Júnior, A.T. (FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE - FAEMA)

Resumo

O ensino da química de forma prática e lúdica tem se tornado indispensável, uma vez que a química é considerada uma ciência abstrata. Dessa forma devem ser elaboradas metodologias que despertem o aluno nesse binômio do conhecimento, tanto no ensino médio como no ensino superior. O objetivo desse trabalho foi desenvolver um protótipo do Diagrama de Linus Pauling 3D, que de forma interativa possibilitasse a compreensão da configuração eletrônica dos átomos e facilitar a resolução de exercícios e situações-problemas em sala de aula. A partir do uso desse protótipo o aluno se tornará protagonista na própria aprendizagem, e o resultado aumentará o rendimento nas disciplinas e nos conteúdos relacionados a esse tema.

Palavras chaves

Aprendizagem de Química; Diagrama de Linus Pauling; Metodologia Ativa

Introdução

1É notório o crescimento de pesquisas relacionadas à aprendizagem qualitativa no Brasil, tendo em vista as transformações acontecidas especialmente na área da ciência e educação, circunstância, que aumenta a incumbência da escola e dos professores no processo de formação continuada, buscando metodologias que se adequem a atual realidade. 2A explanação conceitual aumenta os debates em relação a carência do ensino de Química no sistema de educação. No dia a dia os elementos químicos estão presentes nos mais diversos objetos, e frequentemente os alunos não tem a percepção necessária para identifica-los e distinguir. Para avançar no estudo de ciências e química, os alunos do ensino fundamental e médio, precisam de um bom aprendizado de distribuição eletrônica dos átomos, pois será necessário para a compreensão dos conteúdos subsequentes. Os alunos quase sempre se perdem na distribuição eletrônica e suas normas, pois é complexa a prática aplicando os meios tradicionais. Os aspectos lúdico e cognitivo são estratégias fundamentais para o ensino e a aprendizagem de conceitos, pois motivam o raciocínio, a argumentação e a interação aluno-professor. Em resumo, as atividades lúdicas estimulam a memorização, além de induzir o aluno à reflexão. A atividade lúdica 3, 5 possui duas funções que devem sempre estar em equilíbrio. Uma delas diz respeito à função lúdica, que é relacionada à diversão, a descontração e até ao desprazer. A outra, é a função educativa, que propicia a ampliação dos conhecimentos dos educandos. 4O diagrama de Linus Pauling é o mecanismo de distribuição de elétrons dos átomos e dos íons dos elementos químicos da tabela periódica, nos níveis e subníveis de energia até a sua camada de valência. Foi elaborado pelo químico norte-americano Linus Pauling (1901-1994).

Material e métodos

O Diagrama de Linus Pauling 3D é constituído por uma base retangular medindo 190 x 120 x 20 mm contendo 19 compartimentos em forma de cubos para a realização da distribuição eletrônica, sendo eles: 1s², 2s², 3s², 4s², 5s², 6s², 7s², 2p⁶, 3p⁶, 4p⁶, 5p⁶, 6p⁶, 7p⁶, 3d¹⁰, 4d¹⁰, 5d¹⁰, 6d¹⁰, 4f ¹⁴, 5f ¹⁴ e 01 cubo Indefinido (branco), somando 20 cubos no total. Cada cubo possui dimensões de 15 mm. A composição desse diagrama é de polímero poliácido láctico (PLA) e fabricado por meio de impressora 3D Anet A8. Cada cubo tem seu respectivo valor gravado na face superior, exceto o cubo indefinido, que não possui gravação, pois será preenchido pelo aluno no momento da realização da distribuição. Caso o aluno erre a distribuição, não será preciso apagar, rasurar ou começar outro diagrama, pois esse esquema proposto permite o recomeço ou correção a qualquer momento.

Resultado e discussão

Aplicação: Distribuição eletrônica do Titânio, com número atómico 22, utiliza os cubos 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s² e 3d², como não existe o cubo 3d² entre os 19 cubos com valores pré-estipulados, utiliza o Cubo Indefinido escrito com caneta o 3d² e a distribuição fica completa. Se o elemento químico for o Berílio, com número atômico 4, não precisa do Cubo Indefinido, somente os cubos 1s² e 2s² já é a distribuição completa. O Cubo Indefinido é feito de qualquer material que permita escrever com caneta e apagar facilmente (Polímero, acrílico, vidro, cristal, etc.), possibilitando sempre o uso do mesmo, em todas as distribuições. Após fazer a distribuição no Diagrama 3D, pode se utilizar as informações como: número de camadas eletrônicas, total de elétrons na camada de valência, entre outros dados que serão explicados e solicitados por um professor, pois o Diagrama de Linus Pauling 3D, é uma ferramenta de estudo. Desenvolvimento do Projeto Agora que já foi protocolado o pedido de patente de modelo de utilidade no INPI e um protótipo desenvolvido, pretende-se que seja fabricado em grande quantidade, disponibilizado no mercado e divulgado para que outras pessoas também possam ter acesso a esta ferramenta. Será produzido usando injeção de plástico, com baixo custo de produção e disponibilizado em todas as livrarias e papelarias do Brasil e até em outros países que utilizem o mesmo método de distribuição eletrônica de Linus Pauling. Essa ferramenta beneficiará uma grande quantidade de alunos, somente no Brasil serão 6 aproximadamente 6 milhões no ensino médio e 7outros mais de 6 milhões do ensino superior, como a utilização do Diagrama de Linus Pauling 3D. Assim, as vantagens de sua utilização, em sala de aula, transpõe a simples absorção de conceitos e fórmulas.

Distribuição eletrônica do elemento químico Titânio.


Protótipo do Diagrama de Linus Pauling 3D - Impresso na impressora 3D.

Conclusões

A ferramenta privilegia o aluno e o professor, trazendo mais produtividade no ensino da química, tornando o conteúdo de distribuição eletrônica dos elétrons menos cansativo e mais atrativo, já que será realizado com um dispositivo inovador e prático. O aluno poderá ter seu próprio diagrama de Linus Pauling 3D, podendo praticar em casa e na escola, tendo em vista a relevância do conteúdo para muitas áreas acadêmicas.

Agradecimentos

Aos professores e a Faculdade de Educação e Meio Ambiente - FAEMA, pelo apoio e confiança no nosso trabalho.

Referências

1 - CARMONIO, C. L. O ensino de química na escola pública: abordagem sobre a classificação periódica dos elementos químicos. 2013, 17 f. Artigo Pós-Graduação em Mídias Integradas na Educação, Setor de Educação e Tecnológica – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2013.

2 - SOARES, M. H. F. B.; O lúdico em Química: Jogos e Atividades Aplicados ao ensino de Química. Tese de Doutorado. Universidade Federal de São Carlos, 2004. 203 f.

3 - KISHIMOTO, T.M. (1998). O Jogo e a Educação Infantil. São Paulo: Pioneira.
Kishimoto, T.M. (2002). O Brincar e suas teorias. São Paulo: Pioneira Thomson Learning.

4 - BUENO, D. S. et al. Ábaco de Linus Pauling adaptado. Orbital: The Eletronic Journsl of Chemistry, v. 8, n. 2, mar 2016. 1984-6428.

5 - GARCEZ, E. S. C. O lúdico em ensino de química: um estudo do estado da arte. 2014. 142 f. Dissertação (Mestrado em Educação em Ciências e Matemática) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2014.

6–BRASIL. Instituto Nacional de Estudos e Pesquisa Educacional Anísio Teixeira–INEP. Censo Escolar, Resultados e Resumo 2017. Acesso em 25/06/2018, Disponível em:<http://inep.gov.br/web/guest/resultados-e-resumos>.

7__________. Instituto Nacional de Estudos e Pesquisa Educacional Anísio Teixeira–INEP. Censo Educação Superior, Resultados Técnicos 2015. Acesso em 25/06/2018, Disponível em:<http://portal.inep.gov.br/web/guest/resumos-tecnicos1>.