17° SIMPEQUI - UTILIZAÇÃO DE CINZA DE CASCA DE ARROZ COMO UMA UNIDADE DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA

Resumo

Este trabalho apresenta a utilização da Cinza de Casca de Arroz como Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS), e a sua aplicação em uma Vitrine Tecnológica dos cursos de Engenharía Química e Agronomía da URI de Santo Ângelo. Trata-se de uma metodologia de ensino, visando à aprendizagem, com alunos mais participativos e atuantes na aula e o professor como parte integrante desse processo. A aplicação desta estratégia, também contribui para ultrapassar a aprendizagem mecânica, ainda bastante presente nas aulas. Com este trabalho objetiva-se construir uma UEPS afim de facilitar a aprendizagem significativa da reação de equilíbrio químico envolvendo as moléculas de água e a sílica incorporada ao solo em diferentes doses.

Palavras chaves

Cinza de Casca de Arroz; Metodologia de Ensino; Água

Introdução

A estratégia de ensino deste trabalho está fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa, e na construção de uma Unidade de Ensino Potencialmente significativa (UEPS) envolvendo a utilização da cinza de casca de arroz como meio de absorção de moléculas de água baseado numa reação de equilíbrio químico. De acordo com CARDOSO e COLINVAUX (2000) o estudo da química deve possibilitar ao homem o desenvolvimento de uma visão crítica do mundo que o cerca, podendo analisar, compreender e utilizar este conhecimento no cotidiano, tendo condições de perceber e interferir em situações que contribuem para a deterioração de sua qualidade de vida, como por exemplo, o impacto ambiental provocado pelos rejeitos industriais e domésticos que poluem o ar, a água e o solo. Para Ausubel (2003) a aprendizagem significativa é um processo pelo qual uma nova informação relaciona-se com os conhecimentos prévios dos estudantes a partir de suas vivências, denominados, por ele, de subsunçores. Assim, a aprendizagem significativa ocorre quando o novo conhecimento ancora-se nos conhecimentos prévios. George-Williams (2019) aborda a aprendizagem significativa sendo utilizada para avaliar a aprendizagem de laboratório para investigar os domínios afetivo, cognitivo e psicomotor da experiência de aprendizagem do aluno. Mostrando assim a versatilidade de trabalhos propostos com o uso da teoria. De acordo com Freire (1997), diz que para compreender a teoria é preciso experienciá-la. A prática articulada à teoria faz muita diferença para ensino contextualizado, onde os alunos conseguem perceber a importância dos conteúdos ensinados, proporcionando maior clareza para que possam realmente interpretar, buscar a participação ativa do estudante na resolução de situações problemáticas. O uso de materiais alternativos, de fácil aquisição e/ou de baixo custo não é novidade nas instituições de ensino. De acordo com Horn (2012), ao fazer uso de métodos alternativos, o professor estará colaborando para que os alunos consigam observar a importância da matéria tornando a disciplina divertida e interessante, despertando o interesse e incentivando uma aprendizagem mais significativa. Esses materiais podem ser empregados como ferramentas de apoio no processo ensino- aprendizagem sustentando a teorização de alguns conceitos fundamentais de maneira prática e experimental sem perder de vista a importância da fundamentação científica do conteúdo ensinado. Portanto, a produção de uma sequência de ensino direcionada à aprendizagem viabilizem a inserção de discussões sobre ciência, tecnologia, sociedade e ambiente no contexto de ensino aprendizagem são importantes à formação do cidadão crítico (SILVA, 2013). A principal motivação cientifica do nosso estudo foi o desenvolvimento de uma UEPS que venha a desenvolver o ensino usando, a problemática do ensino de química, utilizando o resíduo da queima da casca de arroz (CA). Um subproduto do cereal, representa cerca de 23% do grão. O processo da queima da casca de arroz gera grande quantidade de resíduo inorgânico, cerca de 20% (OLIVEIRA, 2007). Este resíduo é denominado cinza de casca de arroz (CCA). Para cada tonelada de arroz em casca, 40 kg correspondem à cinzas (DELLA, 2005). Como não há destinação consolidada a este subproduto, grande parte da CCA é depositada em lugares inapropriados ou em aterros sanitários, gerando grave problema ambiental. Por ser rica em sílica (SiO2), alguns estudos foram desenvolvidos buscando utilizar a CCA na produção de refratários à base de sílica, vidros, cerâmicas, cimento, isolante térmico e carga em polímeros (NETO, 2005). Uma alternativa viável é o uso da CCA na agricultura. A CCA é uma fonte alternativa de nutrientes para as plantas, contendo elementos como fósforo, enxofre (S), potássio (K), magnésio, cálcio e silício (KATO, 1997). A cinza de casca de arroz carbonizada apresenta aproximadamente 92% de silício (FOLETTO, 2005)], sendo assim pode vir a ser utilizada como fonte de silício devido ao alto teor do mesmo. Ainda do ponto de vista fisiológico, para o crescimento e o desenvolvimento das plantas, o silício tem mostrado efeito benéfico sobre o aumento de produção de diversas culturas (GOMES, 2008). Na solubilização da sílica ocorre a hidratação (KRAUSKOPF, 1972), conforme a equação de equilíbrio químico: SiO2 + 2 H2O ↔ H4SiO4 Desta forma este trabalho tem como objetivo utilizando os experimentos desenvolvidas pelos alunos, montar UEPS afim de desenvolvermos a participação dos alunos na formação de objetos de ensino aprendizagem. Bem como comprovar a utilização da cinza de casca de arroz como reservatório molecular de água e sílica para a produção de soja, propiciando dessa maneira que a planta tenha acesso a reservatório de água e sílica de acordo com a sua necessidade.

Material e métodos

Metodología O presente trabalho de pesquisa é de natureza aplicada, na medida em que construiu um modelo de utilização dos conceitos desenvolvidos. A pesquisa aplicada caracteriza-se por seu interesse prático, isto é, que os resultados sejam aplicados ou utilizados imediatamente na solução de problemas que ocorrem na realidade (MELLO; TURRIONI, 2012). Quanto aos objetivos, a pesquisa normativa está primariamente interesada no desenvolvimiento de estrategias e ações para aperfeiçoar o ensino de um tema, para encontrar uma solução ótima afim de obter novas definições de problemas ou para comparar várias estratégias relativas a um problema específico (BERTRAND e FRANSOO, 2002). Em relação aos procedimentos técnicos utilizados, englobou aspectos de pesquisas bibliográficas, documental e de levantamento de experimentos nas instituições de ensino à cerca do problema estudado (GIL, 2002). O método de desenvolvimento das UEPS O desenvolvimento “Unidade de Ensino Potencialmente Significativa foi realizada com dois profesores da URI campus santo Ángelo, e três estudantes de Engenharía Química e Agronomía. Os experimentos com a aplicação da cinza da casca de arroz na agricultura, foram realizados com alunos de Engenharia Química e Agronomiana, na Área Experimental Agronômica da URI-Campus Santo Ângelo-RS. Os ensaios foram realizados na safra agrícola de 2017/2018, para a cultura da SOJA – Glicynemax. Para a análise da CCA e suas contribuições nutricionais nas culturas e nos atributos agronômicos do solo, executou-se em um bloco de parcelas experimentais no tamanho de 400m², tendo 16 parcelas experimentais de 25m² cada. O experimento constituiu-se de um delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições seguindo um esquema fatorial 4x4 para os fatores dose de formulação química e doses de CCA (Cinza de Casca de Arroz). Neste sentido, os fatores de tratamento usados, caracterizaram-se pela combinação de doses de cinza de casca de arroz: • T1 - Adubação de base ‘AB’, 500kg ha-1 (4-24-12) no momento da semeadura. • T2 - (AB + 1.200kg ha-1 da cinza de casca de arroz). • T3 - (AB + 1.800kg ha-1 da cinza de casca de arroz). • T4 - (AB + 2.400kg ha-1 da cinza da casca de arroz). A colheita da cultura da soja ocorreu no mês de abril de 2018, sendo escolhido um metro quadrado da área útil de cada parcela, totalizando assim as repetições para cada tratamento utilizado. Analisou-se, tanto a campo como em laboratório, caracteres que compõem a produtividade da cultura da soja, sendo: massa de mil grãos, número de vagens, número de grãos por vagem, número total de grãos por planta, vagem com 3 grãos, vagem com 2 grãos e vagem com 1 grão. Efetuou-se um análise de variância para verificar as diferenças estatísticas de cada fator, assim como possibilidade de interação entre os fatores de tratamento.

Resultado e discussão

Os participantes se mostraram motivados e participativos tanto nas atividades desenvolvidas nas UEPS, bem como nas discussões feitas durante a realização da oficina. Primeiramente, foi aplicado um questionário como objetivo de verificar quais motivos levou os participantes se inscrever na oficina acima descrita. A seguir, serão apresentadas algumas respostas transcritas dos originais dos participantes da oficina, referente as seguintes perguntas: a) Quais foram os motivos que optaram por fazer essa oficina? - Participante 1: Conhecer uma sequência de ensino potencialmente facilitadora da aprendizagem significativa. - Participante 2: Aprender novas formas de avaliar o educando de forma qualitativa e ao longo do processo. - Participante 3: Vivenciar uma sequência didática, fundamentada em teorias de aprendizagem, particularmente a da aprendizagem significativa. - Participante 4: Fazer o aluno se aproximar de situações reais. - Participante 5: Porque trabalho com ensino de graduação e procuro novas estratégias para motivar os alunos na aprendizagem. b) Quais as suas expectativas com a oficina? - Participante 4: Espero conseguir vivenciar a oficina de maneira a aprender esta abordagem, que para mim é nova, a fim de futuramente utilizá-la para melhor cumprir meu papel de educador. - Participante 5: Melhorar minha forma de perceber as prioridades didáticas, podendo atingir a aprendizagem significativa. - Participante 1: Poder aplicar/construir com minhas turmas uma UEPS para motivar e potencializar a aprendizagem. Ao termino da oficina, foi aplicado mais um questionário para verificar se os anseios e os objetivos dos participantes foram atingidos. a) Você conhecia a estratégia apresentada na oficina? –80% dos participantes responderam que não conheciam esse método. b) A oficina realizada irá contribuir para a sua prática pedagógica? - Todos os participantes responderam que sim, irá contribuir no seu fazer pedagógico. c) É possível aplicar a estratégia apresentada na oficina na sua prática diária? - Todos os participantes responderam que sim. d) Sobre a oficina, pontue de (1) pouco a (5) muito, os seguintes aspectos da oficina: 1 2 3 4 5 Informações fornecidas x Qualidade do Material x Relevância do assunto x Atividadeproposta x Grau de satisfação da Vitrine x Todos os cinco participantes avaliaram de forma satisfatória a organização das atividades promovidas na Vitrine tecnológica. Dentre as diferentes atividades desenvolvidas destacamos aqui a Caracterização da Cinza da Casca de arroz através de análise de DRX das amostras de cinza de casca de arroz apresentaram que 91,7 % da composição da cinza de casca de arroz é de sílica. A análise feita no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) também confirmou que o material presente na CCA in natura consiste de Si e K, confirmando a presençade Sílica nos componentes da CCA. O espectro MEV - EDS da cinza de casca de arroz apresentou em sua composição componentes como o sílicio (Si) e potássio, com uma porcentagem em massa de 91,8% de Si e de 8,2% de K, componentes importantes para o solo, tratando-se de fertilizantes. Pelos resultados experimentais apresentados, os atributos referentes à produtividade da soja, como total de grãos por planta, vagens com dois grãos, vagem com um grão e vagens por planta, não foi observado diferença significativa com as diferentes doses de CCA (0, 1200, 1800, 2400 Kg ha-1). Porém, em todos estes atributos, o tratamento com 2400 kg ha-1 de CCA foi o que apresentou os melhores resultados, fazendo-se necessário ressaltar a resposta positiva da aplicação de CCA, pois mesmo não ocorrendo estatisticamente acréscimo nos valores destes atributos analisados, não houve prejuízo à cultura. A produtividade média obtida neste experimento foi 57% superior que a média de produção na região durante a safra 2016/17 que foi de 2.827 kg ha-1 e 47% superior ao estado do Rio Grande do Sul (Emater/Ascar 2017). O tratamento com a maior dose (2400) obteve um incremento de 690 kg, em decorrência do aumento das doses estudadas. Os componentes de rendimento não sofreram diferença estatística entre si nos parâmetros grãos por planta, vagens com 1 e 2 grãos e no número de vagens por planta. Este aumento na produtividade decorre pelo fato da presença de silício ser bastante elevada na CCA, contribuindo assim no aumento da produtividade da cultura da soja, corroborando com Oliveira (2013), que utilizando doses maiores nos tratamentos obteve aumento da produtividade e melhor qualidade fisiológica na semente de soja, bem como melhorar quitetura folhar, permitindo assim um melhor aproveitamento fotossintético. Já para os atributos massa de mil grãos e vagens com três grãos, houve diferença significativa (Tukey 5%), registra-se que nos dois casos, houve um crescimento linear com o acréscimo de doses de CCA. Verifica-se que para as variáveis massa de mil grãos e vagens com 3 grãos, o aumento gradativo de doses de tratamentos proporcionou um incremento na produção, pois além de proporcionar grãos mais pesados, a utilização de CCA promoveu a produção de mais grãos por planta, o que resultará em maiores produtividades na cultura. Percebe-se que, no momento da aplicação da CCA ao solo a lanço, há ocorrência de deriva do produto, tendo sua eficiência comprometida, sendo extremamente importante então fazer e aplicar o grânulo de CCA para melhor incorporação deste nas parcelas da cultura da soja e de outras culturas. As atividades de experimentação com materiais alternativos no ensino são práticas docentes de um ensino que visa à construção do conhecimento aliada ao desenvolvimento de atitudes de cooperação social. Com a aplicação da cinza de casca de arroz observou-se um maior volume de água armazenada pela sílica, que por sua vez maior foi o desenvolvimento e crescimento da planta de soja, resultando num aumento da produtividade desta cultura. A utilização da cinza de casca de arroz como reservatório molecular de água e sílica para a produção de soja, propiciando dessa maneira que a planta tenha acesso a reservatório de água e sílica de acordo com a sua necessidade.

FIGURA 1

Cinza de casca de arroz como reservatório molecular de água e sílica para a produção de soja

Conclusões

Com esse trabalho, esperamos ter mostrado que há outras formas de trabalhar os conteúdos do modelo tradicional de ensino e aprendizagem, baseado apenas em aulas expositivas. Para tanto, é necessário adequar os planos de aula a outros métodos de aprendizagem. Toda mudança inicialmente gera um desconforto, mas é necessário romper com esses velhos paradigmas e mudar os rumos das metodologias de ensino e aprendizagem. Para isso, temos que começar a transformar aos poucos os métodos de aplicação do ensino em sala de aula e, talvez futuramente, teremos uma educação de qualidade para todos. O experimento tornou mais fácil a aprendizagem, uma vez que eles observaram, manipularam e questionaram o fenômeno. Isso reforça a necessidade de aulas experimentais de química para uma melhor aprendizagem dos assuntos abordados no ensino. As atividades permitiram colocar os alunos no centro do processo ensino aprendizagem, como elementos ativos, desenvolvendo uma visão além da “caixa” que delimita os procedimentos tradicionais utilizados em aulas experimentais, facilitando a aprendizagem dos fenômenos envolvidos no método estudado. Além disto, foram produzidos experimentos de baixo custo que permitiram determinações analíticas com exatidão e precisão aceitáveis. Além dos conhecimentos específicos da disciplina, outras habilidades foram trabalhadas como o trabalho em equipe, socialização e comunicação. Com a aplicação da cinza de casca de arroz observou-se um maior volume de água armazenada pela sílica, que por sua vez maior foi o desenvolvimento e crescimento da planta de soja, resultando num aumento da produtividade desta cultura. Contudo, fica evidente que a proposta auxiliou no processo ensino- aprendizagem despertando o interesso e motivação nos estudantes para o conteúdo de equilíbrio químico.

Agradecimentos

A URI SANTO ANGELO PELA BOLSA PIIC DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

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