estudo da temática refrigerante numa situação de ensino
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estudo da temática refrigerante numa situação de ensino
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE EDUCAÇÃO E CIÊNCIAS HUMANAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO PROFISSIONAL EM EDUCAÇÃO JULIANA ROMERO DE MENDONÇA ESTUDO DA TEMÁTICA REFRIGERANTE NUMA SITUAÇÃO DE ENSINO: EVIDÊNCIAS DE APRENDIZAGEM São Carlos 2014 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE EDUCAÇÃO E CIÊNCIAS HUMANAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO PROFISSIONAL EM EDUCAÇÃO ESTUDO DA TEMÁTICA REFRIGERANTE NUMA SITUAÇÃO DE ENSINO: EVIDÊNCIAS DE APRENDIZAGEM Juliana Romero de Mendonça Orientadora: Profa. Dra. Dulcimeire Ap. Volante Zanon SÃO CARLOS 2014 ESTUDO DA TEMÁTICA REFRIGERANTE NUMA SITUAÇÃO DE ENSINO: EVIDÊNCIAS DE APRENDIZAGEM Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação Profissional em Educação do Centro de Educação e Ciências Humanas da Universidade Federal de São Carlos como exigência parcial para obtenção do título de Mestre em Educação, sob orientação da Professora Dr.ª Dulcimeire Ap. Volante Zanon. SÃO CARLOS 2014 Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da Biblioteca Comunitária da UFSCar M539et Mendonça, Juliana Romero de. Estudo da temática refrigerante numa situação de ensino : evidências de aprendizagem / Juliana Romero de Mendonça. -- São Carlos : UFSCar, 2014. 130 f. Dissertação (Mestrado profissional) -- Universidade Federal de São Carlos, 2014. 1. Química - estudo e ensino. 2. Refrigerante. 3. Estudo de caso. 4. Atividades investigativas. I. Título. CDD: 373 (20a) AGRADECIMENTOS À Deus, por ter me concedido a vida e permitido que meus sonhos se realizassem. Aos meus pais, pelo apoio incondicional, por valorizarem a educação, acreditarem no meu potencial e entenderem que o silêncio era importante para meus estudos. Às minhas sobrinhas, Bia e Gabi, por reacenderem minha crença na construção de um mundo melhor e na busca de uma educação de qualidade para todos. Ao Gá, meu companheiro de todas as horas, que soube entender a minha ausência e me confortar nos momentos de angústia. Ao meu irmão Bruno e minha cunhada Naty, pela hospedagem em São Carlos. Aos meus alunos, especialmente aos que participaram desta pesquisa, por acreditarem no meu trabalho e pela dedicação em cada atividade realizada. À equipe gestora do Colégio Monteiro Lobato COC Franca, especialmente ao coordenador Eduardo Junqueira, pela abertura e apoio para a realização desta pesquisa. À diretora Leny Pimenta, pelo apoio, incentivo e carinho de sempre. À professora Dulcimeire Ap. Volante Zanon, que sempre soube fazer o uso das palavras delicadas durante as orientações e acreditou no potencial desta pesquisa desde o início. Aos meus colegas e professores de mestrado, por momentos tão agradáveis e pelas ricas trocas de experiências. RESUMO O presente trabalho foi desenvolvido com alunos do 9°ano do Ensino Fundamental de uma escola particular da cidade de Franca e teve como objetivo identificar evidências de aprendizagem promovidas a partir do desenvolvimento de uma situação de ensino sobre a temática refrigerante. Para tal, foram utilizadas várias estratégias de ensino como estudo de caso, visita a uma fábrica de refrigerantes, realização de experimentos investigativos e uso de simulação. Por tratar-se de uma pesquisa qualitativa, classificada como pesquisa-ação, algumas atividades foram reformuladas de acordo com os resultados preliminares. O instrumento de análise dos dados utilizado foi a metodologia das redes sistêmicas que considera a abertura dos dados brutos para desvelamento das ideias contidas na forma de significados, buscando assim o entrelaçamento dos dados obtidos para o levantamento das evidências de aprendizagem a partir da temática proposta. Inicialmente, os alunos associaram a liberação de gás com a ocorrência de reação Química, já que valorizaram prioritariamente os aspectos macroscópicos. Nesse sentido, apresentaram dificuldade para o entendimento e a diferenciação conceitual entre mistura e formação de novos compostos. Assim, a utilização de diferentes estratégias de ensino foi fundamental para o entendimento do conceito de reação Química, pois permitiu transpor a análise visual, valorizou a construção do conhecimento em detrimento à memorização de conceitos e priorizou o desenvolvimento do conhecimento espontâneo em direção ao conhecimento abstrato. Espera-se que os resultados desta pesquisa possam contribuir para a reflexão de professores de Ciências/Química tornando possível a busca de outros modos de ensinar. Palavras-Chave: Química. Refrigerante. Estudo de Caso. Experimentos Investigativos. ABSTRACT The present study was developed with students in the 9th grade of a private school in Franca and aimed to identify evidence of learning promoted from the development of a teaching situation with the theme soft drink. To this end, teaching strategies such as case study, visit to a soft drink factory, conducting investigative experiments and use of animations were used. Because it is a qualitative research, classified as action research, some activities were reformulated according to the preliminary results. The data analysis instrument used was the methodology of systemic networks, which considers the opening of raw data for unveiling the ideas contained in the form of meanings, in this way the goal is to interlace the data obtained for the estimate of the evidence of learning from the proposed theme. At first, the students associated gas release with the occurrence of chemical reaction, since they highlighted priority macroscopic aspects. In this sense, they presented difficulties to differentiate the blending and formation of new compounds from the occurrence. Therefore, the use of diverse instruments was fundamental for the understanding of the concept of chemical reaction, as it allowed transposing the visual analysis, valuing the knowledge construction rather than memorization of abstract knowledge. It is hoped that the results of this research may contribute to the reflection of Science/Chemistry teachers making the search for the others ways of teaching possible KEY WORDS: Chemistry. Soft drink. Case study. Investigative experiment. Lista de Figuras Figura 1: Etapas do ciclo investigativo .................................................................................... 31 Figura 2 - Alunos visitando a fábrica de Refrigerantes ............................................................. 42 Figura 3: "Tudo que queima some" ......................................................................................... 46 Figura 4: Será que o papel sumiu mesmo? ............................................................................... 47 Figura 5 - Esquema da rede sistêmica ...................................................................................... 49 Figura 6 - Esquema de rede sistêmica elaborado nesta pesquisa ............................................... 50 Figura 7: Esquema da rede sistêmica para a análise do Estudo de Caso .................................... 52 Figura 8: Levantamento das ideias iniciais dos alunos sobre o Estudo de Caso ........................ 54 Figura 9: Temas de pesquisa de interesse dos alunos para a resolução do Estudo de Caso ........ 55 Figura 10: Respostas do Estudo de Caso pelos alunos. ............................................................. 56 Figura 11: Hipóteses (1º experimento: Garrafa fechada) .......................................................... 59 Figura 12: Texto coletivo (1º experimento: Garrafa Fechada) .................................................. 61 Figura 13: Hipóteses (2º experimento: Garrafa aberta)............................................................. 62 Figura 14: Texto coletivo (2º experimento: Garrafa Aberta) .................................................... 63 Figura 15: Hipóteses (2º experimento: Adição de sólidos) ....................................................... 64 Figura 16: Hipóteses (2º experimento: agitação) ...................................................................... 67 Figura 17: Hipóteses (2º experimento: Comprimido efervescente) ........................................... 69 Figura 18: Texto coletivo (3º experimento: Comprimido efervescente) .................................... 70 Figura 19: Hipóteses (Tudo que queima some?) ...................................................................... 72 Figura 20: Simulação “Tudo que queima some?” .................................................................... 74 Figura 21: Representação submicroscópicas da simulação “Tudo que queima some?” ............. 75 Figura 22: Atividade da simulação “Tudo que queima some?” ................................................ 75 Figura 23 - Rede sistêmica Grupo 05....................................................................................... 78 Lista de Quadros Quadro 1: Síntese do método da pesquisa ................................................................................ 34 Quadro 2: Programa das atividades ......................................................................................... 38 Quadro 3- Hipóteses do grupo 01 ............................................................................................ 60 Quadro 4 - Hipóteses do Grupo 02 .......................................................................................... 62 Quadro 5 - Conclusões do Grupo 02 ........................................................................................ 63 Quadro 6 - Hipóteses do Grupo 03 .......................................................................................... 64 Quadro 7 - Conclusões do grupo 03......................................................................................... 66 Quadro 8 - Hipóteses e conclusões do grupo 08 ....................................................................... 66 Quadro 9 - Hipóteses e Conclusões do grupo 04 ...................................................................... 68 Quadro 10 - Hipóteses do grupo 06 ......................................................................................... 69 Quadro 11 - Conclusões do grupo 06 ....................................................................................... 71 Quadro 12 - Conclusões da atividade de fechamento ............................................................... 73 Quadro 13 - Cadeias de evidências de aprendizagem por grupo ............................................... 80 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 11 1.1 – Trajetória da professora e pesquisadora .............................................................. 11 1.2 - Questão de pesquisa e objetivos .......................................................................... 13 1.3 - Estruturação do trabalho ..................................................................................... 14 2. CONTEXTUALIZANDO A TEMÁTICA REFRIGERANTE ........................... 16 2.1 – Breve histórico da origem do refrigerante ........................................................... 16 2.2 – Conceito de Refrigerante .................................................................................... 18 3. O ENSINO DE CIÊNCIAS NO 9°ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL ......... 20 4. A PERSPECTIVA CONTEXTUALIZADA, INTERDISCIPLINAR E INVESTIGATIVA NO ENSINO DE CIÊNCIAS .................................................... 26 5. MÉTODO DA PESQUISA ................................................................................... 32 5.1 – A pesquisa-ação ................................................................................................. 32 5.2 – O contexto da investigação ................................................................................. 35 5.3 – Descrição das atividades ..................................................................................... 36 5.3.1 - O Estudo de caso.............................................................................................. 39 5.3.2 - Visita à Fábrica de Refrigerante FORS® .......................................................... 41 5.3.3 – Experimentos investigativos ............................................................................ 43 5.3.3.1 - 1° experimento: Garrafa fechada ................................................................... 43 5.3.3.2 - 2° experimento: Garrafa aberta ...................................................................... 44 5.3.3.3 - 3° experimento com comprimido efervescente .............................................. 45 5.3.4 – Simulação “Tudo que queima some?” ............................................................. 46 6. ANÁLISE DOS DADOS ....................................................................................... 48 7. RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................... 52 7.1 - Estudo de Caso ................................................................................................... 52 7.2 – Experimentos investigativos ............................................................................... 58 7.2.1 - 1° experimento: Garrafa fechada ...................................................................... 58 7.2.2 - 2° experimento: Garrafa aberta ......................................................................... 61 7.2.3 - 3° experimento com comprimido efervescente ................................................. 68 7.2.4 Atividade de fechamento .................................................................................... 71 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 77 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: .................................................................... 84 APÊNDICES ............................................................................................................. 88 1. INTRODUÇÃO Neste capítulo descrevemos, brevemente, a trajetória acadêmica da professora e pesquisadora destacando o surgimento da ideia de se trabalhar com a temática refrigerante. Em seguida, apresentamos a questão da pesquisa e seus objetivos e, por fim, a estrutura do trabalho. 1.1 – Trajetória da professora e pesquisadora Durante o ano de 2002, passei por um dos períodos mais complexos da vida de qualquer adolescente: a escolha da profissão. Na época, com apenas 16 anos, achava que seria uma decisão imutável, que o curso escolhido para o ingresso na universidade seria minha profissão até a aposentadoria. Sempre tive aptidão pelas áreas de Ciências da Natureza, especialmente a Química e exatas, a Matemática. Por este motivo, optei pela inscrição em um curso de Engenharia. No ano seguinte ingressei no curso de Engenharia BioQuímica na Faculdade de Engenharia Química de Lorena, SP. Esta instituição de ensino era uma autarquia estadual renomada que foi anexada à Universidade de São Paulo no ano de 2006, enquanto ainda era estudante no campus. Já no segundo ano do curso, tive interesse de fazer Iniciação Científica no Laboratório de Química Fina. Neste período desenvolvi pesquisas relacionadas à área de Química Orgânica, especificamente na síntese de novos análogos de prostaglandinas heterocíclicas, com bolsa-auxílio da Fapesp. Conciliava nesse momento, as disciplinas do curso integral e o período de pesquisa no laboratório. Com muita dedicação, conclui a graduação em julho de 2007 e voltei para minha cidade natal, Franca, SP. Nesse momento, comecei a refletir entre duas opções de atuação profissional: ingressar no mestrado em engenharia ou buscar por uma vaga no mercado de trabalho na área. Concomitantemente, fui chamada para auxiliar no plantão de dúvidas do colégio particular que cursei o Ensino Fundamental e Médio. E foi nesse momento, aos 21 anos, que descobri minha verdadeira vocação: lecionar. Em 2008, ingressei no curso de Licenciatura em Química na Universidade de Franca. Já neste ano, fui selecionada para compor o quadro efetivo de funcionário do Colégio COC Franca. Inicialmente, lecionava apenas para a 1 ª série do Ensino Médio no 11 período noturno. Após o término do curso, ampliei minha carga horária e passei a atuar também no Ensino Fundamental, com as disciplinas Química e Ciências, e nas outras séries do Ensino Médio. Tive a oportunidade de trabalhar na rede pública estadual do Estado de São Paulo durante o ano de 2010 na cidade de Ribeirão Corrente. Nesse período, tomei conhecimento da Proposta Curricular do Estado, que visa, dentre outros, a valorização do conhecimento prévio dos alunos, o que considero essencial para estimular os alunos além de facilitar a construção dos conceitos que serão trabalhados em sala de aula. Nesse mesmo ano, fui aprovada no Concurso Público para Professores de Educação Básica do Estado de São Paulo. Obtive grande êxito na prova e consegui assumir um cargo na minha cidade. Antes do início do ano letivo subsequente, a Secretaria da Educação do Estado promoveu um curso de capacitação para os ingressantes da rede. Após o término deste, os professores foram submetidos à outra avaliação para que, finalmente, pudessem participar da atribuição de aulas como funcionários efetivos. Infelizmente, não pude continuar lecionando na rede estadual no ano seguinte, pois minha carga horária na rede particular já era alta e não consegui conciliar os horários de ambas as escolas. Além disso, a rede particular de ensino exige bastante dedicação do professor no que se refere à elaboração de aulas, participação em eventos escolares, dentre outras atividades pedagógicas. Assim, nos anos de 2011 e 2012, fiz especialização em Química na Universidade Federal de Lavras, Minas Gerais. Neste curso, ampliei meus conhecimentos específicos bem como tive a oportunidade de conhecer professores de outras regiões do país e socializar experiências pedagógicas. Durante as discussões ao longo do curso, percebi a preocupação dos professores sobre a grande defasagem que os alunos do ensino médio, especialmente da rede pública, apresentam nas principais áreas de conhecimentos, de acordo com as avaliações nacionais. Concluímos nesta ocasião, que talvez, uma das razões para tais resultados seja o desinteresse dos discentes em relação ao conteúdo trabalhado em sala de aula devido à metodologia empregada pelos professores nas redes de ensino. Percebi também que o desenvolvimento de atividades práticas podem ser ferramentas muito úteis para auxiliar os alunos no entendimento dos conteúdos 12 trabalhados em sala de aula e, a partir dessa premissa, desenvolvi o “Projeto Refrigerante”. Inicialmente este projeto foi concebido com o propósito de promover uma aproximação dos alunos com o mercado de trabalho. Percebe-se que grande parte dos estudantes da rede particular de ensino apresenta dificuldades em associar o conteúdo desenvolvido em sala de aula com uma aplicação prática, já que muito deles ainda são bastante conteudistas e visam o êxito nos grandes vestibulares, como USP, UNICAMP, UNESP. Um protótipo deste projeto foi desenvolvido no início do ano de 2013 com os alunos do 9°ano do Colégio COC – Franca. O desenvolvimento desse projeto, que simulou simplificadamente o funcionamento de uma empresa produtora de refrigerante, objetivou a aproximação dos alunos com o conteúdo trabalhado em sala de aula e favoreceu sua motivação, já que desenvolveram as atividades com muito empenho. Os estudantes, inicialmente, fizeram uma pesquisa de campo para aproximação e análise das preferências dos consumidores. Promoveram então, um levantamento estatístico a partir dos dados obtidos pelas entrevistas com os “futuros clientes”. Depois, com o auxílio do professor de matemática, construíram gráficos para facilitar a interpretação das preferências. Nas aulas de artes, desenvolveram os rótulos para o produto final e, com a ajuda da professora de português, criaram propagandas no formato de vídeos para divulgação da campanha publicitária do refrigerante. Finalmente, na aula de Química, participaram de uma atividade prática para a produção caseira de refrigerantes sabores limão, laranja e guaraná. Para o encerramento do projeto, os alunos fizeram uma visita à Companhia de Bebidas Ipiranga, na cidade de Ribeirão Preto, conhecendo parte da linha de produção da Coca-Cola. Todo o material produzido pelos alunos foi disponibilizado no site do projeto divulgado no endereço eletrônico do colégio COC (www.cocfranca.com.br). A partir dessa experiência, um novo olhar permitiu estabelecer o foco, os objetivos e o problema de pesquisa desta Dissertação, os quais serão descritos a seguir. 1.2 - Questão de pesquisa e objetivos Considerando-se o foco de estudo desta pesquisa construímos a seguinte questão de investigação: 13 Quais as evidências de aprendizagem identificadas a partir do estudo de uma situação de ensino sobre refrigerante? Dessa forma, o objetivo geral deste estudo consiste em identificar evidências de aprendizagem promovidas a partir do desenvolvimento de uma situação de ensino sobre refrigerantes de acordo com a perspectiva de estudo de caso e investigação. Para tanto, os objetivos específicos foram assim estruturados: identificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema a partir da elaboração de um estudo de caso, planejar experimentos investigativos e executar atividades, como visita a uma indústria de refrigerante e uso do recurso da animação junto aos alunos e, analisar as evidências de aprendizagem sobre os conceitos de mistura e reação Química identificadas pela participação ativa dos alunos ao longo de todo o processo, ou seja, o desenvolvimento do conhecimento espontâneo em direção ao conhecimento abstrato. 1.3 - Estruturação do trabalho A dissertação está organizada em oito capítulos. No próximo, segundo capítulo, apresentamos a contextualização da temática refrigerante com um breve histórico da origem do refrigerante e abordagem do conceito desta bebida gaseificada. O referencial teórico referente ao ensino de ciências no 9° ano do Ensino Fundamental é abordado no terceiro capítulo. Nesta parte, destacamos as referências oriundas dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e das Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) e a fundamentação teórica a respeito do ensino de Ciências no 9°ano. No quarto capítulo apresentamos o referencial teórico referente ao ensino de ciências em uma perspectiva contextualizada, interdisciplinar e investigava, destacando a importância desta concepção para a realização desta pesquisa. A metodologia utilizada na pesquisa para a obtenção e a análise dos dados, conceituando pesquisa-ação e abordando o contexto da investigação a partir da descrição das atividades realizadas é abordada no capítulo cinco. 14 No capítulo seis apresentamos o instrumento para a análise dos resultados obtidos. e no sétimo discutimos sobre eles. Finalmente, no último capítulo, oitavo, as considerações finais da investigação são retratadas. 15 2. CONTEXTUALIZANDO A TEMÁTICA REFRIGERANTE Neste capítulo, descrevemos um breve histórico da origem do refrigerante salientando sua importância econômica e social para o país bem como o conceito dessa bebida gaseificada. 2.1 – Breve histórico da origem do refrigerante De acordo com a Associação Brasileira das Indústrias de refrigerantes e de bebidas não alcoólicas – ABIR, os jovens, em sua maioria, preferem a ingestão de bebidas gaseificadas a outras bebidas naturais, como os sucos de frutas. Essa bebida, tão popular entre os jovens, foi criada em 1772 pelo químico inglês Joseph Priestley que impregnou gás carbônico à água. Um breve histórico, desde a origem dos refrigerantes até sua inserção e inovações no mercado brasileiro, será apresentado a seguir, de acordo com os dados fornecidos por essa Associação. A primeira indústria de refrigerantes nos Estados Unidos foi inaugurada em 1871 com o lançamento da marca registrada Lemon’s Superior Sparkling Ginger Aleã. Entretanto, a maior indústria do setor, a Coca-Cola, só foi aberta em 1886 e demorou mais de meio século para se instalar em terras brasileiras. Sua maior concorrente, a Pepsi, foi criada em 1898, quando o farmacêutico norte-americano Caled Bradham inventou a bebida “Brad’s Drink”, tentando suavizar o efeito do ácido péptico no estômago. O farmacêutico Jesus Norberto Gomes criou em 1920 o Guaraná Jesus, um refrigerante sabor canela, em São Luís do Maranhão. Mas, somente em 1924 a Companhia Cervejaria Brahma registrou o primeiro refrigerante sabor guaraná brasileiro: o Guaraná Genuíno. A partir de então, a produção de refrigerantes no Brasil teve grande avanço. Já em 1939 foi fundada a Schincariol na cidade de Itu/SP que fabricava a Itubaína sabor Tutti-Frutti e em 1941, a Coca-Cola começou a ser produzida em Recife e logo depois, também em Natal, em minifábricas. No ano seguinte, a primeira fábrica brasileira da marca foi instalada no Rio de Janeiro, no bairro de São Cristóvão. Assim, em 1943, foi inaugurada a primeira filial paulistana. 16 Dois anos depois, a segunda fábrica carioca da Coca-Cola foi criada com grande capacidade de produção: 150 garrafas por minuto. Nesse mesmo ano, em Porto Alegre, iniciou-se o processo de franquias no Brasil. Em 1946, o país também contribuiu para o desenvolvimento de novos sabores, explorando a flora nacional, pois neste ano, a Sociedade Industrial de Refrigerantes Flexa passou também a produzir em Niterói o Mineirinho, refrigerante feito a partir da planta Chapéu de Couro. Enquanto isso, o sistema Coca-Cola estava ampliando sua atuação no mercado brasileiro e a marca Pespi, por sua vez, só se instalou no Brasil em 1953. Quatro anos mais tarde, sua concorrente direta, a Coca-Cola, participou da maior festa nacional - o Carnaval - e promoveu durante cinco anos consecutivos, em parceria com o jornal "Última Hora", um concurso chamado "Tamborim de Ouro", no qual a escola que apresentasse o melhor samba enredo tendo a Coca-Cola como tema seria a vencedora. O consumo de refrigerantes em casa foi incentivado a partir do conceito de vasilhame, criado em 1959 pela Coca-Cola, que também criou a embalagem de 290 mL e parou de importar o concentrado Coca-Cola, em 1962, passando a produzi-lo no Rio de Janeiro. Fundou uma unidade da empresa em Manaus, no ano de 1970, e também ampliou os sabores da bebida criando a Fanta Laranja e Fanta Uva. Nesse período, o investimento em propagandas da bebida também foi ampliado. Como exemplo, podemos citar o comercial de Boas Festas da Coca-Cola em uma área da Rocinha, ainda despovoada, em 1972, na cidade do Rio de Janeiro, gravado por cerca de 200 estudantes da Escola Americana. Neste mesmo ano, a Antarctica iniciou o plantio do guaraná na Fazenda Santa Helena, permitindo à empresa aprofundar os estudos sobre a cultura do fruto. No ano seguinte, em 1973, a maior concorrente da Antarctica aumentou sua gama de sabores ao se associar à Fratelli Vita passando a produzir também a Sukita, o Guaraná Fratelli e a Gasosa Limão. A Brahma também inovou em 1976 lançando a embalagem retornável de 1 litro. Assim como havia feito em 1957, a Coca-Cola investiu em mais uma paixão nacional. Em 1980, a empresa criou o Troféu Atleta para premiar os craques do futebol e do esporte amador. Três anos depois, garantiu presença exclusiva no Grande Prêmio Brasil de Fórmula 1 e, em 1985, tornou-se um dos patrocinadores do Rock in Rio. Ainda valorizando a cultura nacional, em 1987, a Coca-Cola usou um dos maiores clássicos da bossa nova – a canção “Águas de Março”, de autoria do Tom 17 Jobim – em uma de suas campanhas mundiais. Neste mesmo ano a empresa também auxiliou na reforma do estádio Maracanã e sancionou o maior contrato esportivo feito por uma empresa privada no Brasil. Em 1988, as embalagens da Pepsi Cola, Sukita, Guaraná Brahma e Limão Brahma passaram a ter rosca e as embalagens de garrafas retornáveis de 1 litro foram lançadas no país. No ano seguinte foi lançada a versão diet dos refrigerantes Antártica. Já em 1991 a Coca-Cola firmou-se no mercado nacional com a marca de 60% dos refrigerantes consumidos no Brasil, colocando a população brasileira como a terceira maior consumidora desta bebida. Desde então, a indústria de refrigerantes continua inovando e apresentando grande participação na economia brasileira. Nesse sentido, interessou-nos correlacionar o estudo da temática refrigerante com o desenvolvimento de conceitos fundamentais de Química, como reações Químicas e misturas, junto a alunos dos nonos anos do Ensino Fundamental de acordo com a abordagem contextual e investigativa, pois acreditamos que poderá provocar sua motivação e interesse por essa Ciência. 2.2 – Conceito de Refrigerante De acordo com o artigo 23 do Decreto 6.871, refrigerante é a bebida gaseificada, obtida pela dissolução, em água potável, de suco ou extrato vegetal de sua origem, adicionada de açúcar (BRASIL, 2009). A legislação também traz especificações para diversos tipos de refrigerantes: 1o O refrigerante deverá ser obrigatoriamente saturado de dióxido de carbono, industrialmente puro. § 2o Os refrigerantes de laranja, tangerina e uva deverão conter, obrigatoriamente, no mínimo dez por cento em volume do respectivo suco na sua concentração natural. § 3o Soda limonada ou refrigerante de limão deverá conter, obrigatoriamente, no mínimo, dois e meio por cento em volume de suco de limão. § 4o O refrigerante de guaraná deverá conter, obrigatoriamente, uma quantidade mínima de dois centésimos de grama de semente de guaraná (gênero Paullinia) ou seu equivalente em extrato, por cem mililitros de bebida. § 5o O refrigerante de cola deverá conter semente de noz de cola ou extrato de noz de cola (Cola acuminata). § 6o O refrigerante de maçã deverá conter, no mínimo, cinco por cento em volume em suco de maçã. (BRASIL, 2009. Art.23) 18 A partir das especificações da legislação são definidos os ingredientes básicos dos refrigerantes: - água que deve atender às normas e padrões de potabilidade; - concentrados que dão o sabor e são compostos por extratos, óleos essenciais e destilados de frutas ou vegetais, como quinino e seus sais, noz-de-cola nos refrigerantes do tipo cola ou semente de guaraná para o refrigerante de guaraná; - açúcar refinado ou cristal (sacarose) que pode ser substituído total ou parcialmente por sacarose invertida, frutose, glicose e seus xaropes, ou edulcorantes; - dióxido de carbono - CO2 (gás carbônico) industrialmente puro . (MENDA, 2011) O conhecimento da composição do refrigerante é importante para que os adolescentes, público-alvo desta pesquisa, possam reconhecer a ocorrência de reações Químicas ou misturas durante as atividades propostas. 19 3. O ENSINO DE CIÊNCIAS NO 9°ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL Neste capítulo apresentamos os fundamentos teóricos referentes ao ensino de ciências no 9°ano do Ensino Fundamental, destacando as recomendações procedentes dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e das Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) e a fundamentação teórica referente ao ensino de Ciências no 9°ano. Na maioria das escolas de Ensino Fundamental II, o ensino de Química está associado ao de Física e Biologia, já que se busca integrá-las numa perspectiva interdisciplinar, embora isso nem sempre ocorra na experiência concreta. Assim, estão inseridas em uma única disciplina: Ciências. De acordo Lotterman e Zanon (2012, p. 2), a área de Ciências Naturais é apresentada dentro de uma tradição consagrada, na qual o mundo natural é estudado de forma fragmentada, como uma sucessão linear de conteúdos isolados: na 5ª série o ambiente tem sido estudado em seus componentes (ar, água, solo); na 6ª as características dos seres vivos; na 7ª o corpo humano e na 8ª série Física e Química. Essas autoras criticam ainda a organização tradicional de ensino de Ciências, resumida a apresentação, de cunho livresco, de definições prontas, seguidas de exemplos e exercícios para fixação por parte dos estudantes. Concordamos com as autoras no sentido de que a junção das Ciências Química, Física e Biologia em uma única disciplina seja um fator problemático, já que o número de aulas semanais é muito reduzido e a quantidade de conceitos programada para o 9°ano é demasiadamente volumosa. Análises feitas em livros didáticos de Ciências por autores como, Lottermann e Zanon (2012), Milaré e Alves Filho (2010) e Silveira Júnior et al. (2011) evidenciam o excesso de conteúdo que deve ser trabalhado por série, o que culmina na superficialidade da abordagem de conceitos importantes e até na proposição de conceitos falhos ocasionada, principalmente, pela falta de tempo para a análise dos conteúdos. Para Milaré e Alves Filho (2010, p. 43), as características dos conteúdos propostos nos livros de Ciências do 9° ano provocam algumas dificuldades, tanto no âmbito da aprendizagem quanto no do ensino. No primeiro caso, há o alto grau de complexidade e especificidade de alguns conteúdos quando comparados ao grau de escolaridade e necessidades dos estudantes em questão. 20 De acordo com a pesquisa realizada por esses autores, muitos professores alegam introduzir apenas os conceitos básicos que serão fundamentais para o ingresso no Ensino Médio. Destacam ainda que a formação da maior parte dos professores que leciona Química no 9°ano está ligada à área das Ciências Biológicas. Tal característica pode ser explicada pelo fato dessa disciplina ser trabalhada, na maioria das escolas, juntamente com Física e Biologia, ainda sob a denominação de Ciências. Os autores discutem, nos resultados de sua pesquisa, que professores de cidades diferentes (Araraquara e Florianópolis) foram entrevistados para relatarem a forma que trabalham os conteúdos selecionados pelos livros didáticos para o 9° ano. Todos os docentes alegaram dificuldades na abordagem dos conceitos e afirmaram trabalhar apenas superficialmente com a maioria deles. Alguns deles se mostraram contrários à necessidade de trabalhar com tantos conceitos que serão abordados nas séries subsequentes sem poder aprofundar nenhum conteúdo por falta de tempo, já que o número de aulas de Ciências é reduzido. A fim de exemplificar essa falta de tempo para abordagem de tantos conceitos, os autores elaboraram a seguinte análise: Considerando um cálculo hipotético em que o ano letivo possui 200 dias correspondentes a 40 semanas, o número de aulas de Ciências em um ano seria de 120. Se os professores abordam, em média, 36 itens de conteúdos de Química, eles teriam 3 aulas de Ciências para trabalhar cada um desses itens. Entretanto, a realidade não é essa, pois além da Química, trabalham-se também a Física e, em algumas escolas, a Genética. Também não são todas as aulas em que se trabalham conteúdos, visto que é necessário desenvolver avaliações, trabalhos extracurriculares, projetos, reuniões, entre outras atividades comuns no cotidiano escolar. Teríamos, no limite, cerca de aula e meia para cada item de Química! (MILARÉ; ALVES, 2010, p. 47) Outras pesquisas também evidenciam problemas na abordagem de conteúdo químicos como a de Lottermann e Zanon (2012) que consiste na análise de coleções diferentes de livros didáticos que apresentam abordagens diferenciadas sobre os conceitos de substância e mistura, em volumes destinados ao 6°ano nos quais há inserção dos primeiros conceitos da Química. As autoras relatam alguns equívocos na abordagem desses conceitos bem como a importância do ensino contextualizado, já que uma das coleções de livros analisados apresenta uma concepção diferenciada baseada em temas relacionados ao cotidiano dos alunos. Nesse sentido, Milaré e Alves Filho (2010) afirmam que há um sucateamento da formação básica e propõem as seguintes alterações: 21 Evitar o excesso de conteúdos de Química fragmentados no programa escolar; Tratamento interdisciplinar das Ciências; Uso da abordagem temática (temas atuais); Desenvolvimento de conceitos-chave; Introdução de aspectos históricos da Ciência e da Tecnologia; Aproximação entre cotidiano, ideias dos alunos e os conhecimentos científicos; Desenvolvimento dos objetivos da Alfabetização Científica e Tecnológica. (MILARÉ; ALVES, 2010, p. 50) Dessa forma, acreditamos que a abordagem superficial de inúmeros conceitos no 9° ano e a simples transmissão de informações não é suficiente para o seu entendimento, podendo inclusive dificultar a construção de conhecimento pelos alunos. Assim, o primeiro contato com a Química pode ficar comprometido, trazendo consequências negativas para o ensino dessa disciplina nas séries subsequentes. Consideramos essencial a escolha de diferentes ferramentas/estratégias pelo professor, como estudo de casos e experimentação investigativa que busquem favorecer a compreensão de conceitos químicos como a diferença entre mistura e reação Química. Ressaltamos que esta pesquisa não traz a proposta de inserção de um novo conteúdo para ser abordado no 9°ano. Trata-se de uma alternativa para que os professores trabalhem conceitos químicos destinados à série final do Ensino Fundamental sem priorizar a memorização, promovendo maior interesse dos estudantes pelos conteúdos que podem ser levantados a partir da temática refrigerante. Segundo Lima e Afonso (2009) o uso da temática refrigerante em sala de aula é vantajoso, pois trata-se de uma ferramenta versátil e de baixo custo para aulas práticas ou demonstrativas. Os autores acreditam que esta bebida compõe um instrumento prático, de fácil acesso e que permite o aprendizado de inúmeros conceitos, tais como solubilidade dos gases em água, interações Químicas (dipolo permanente – dipolo induzido), pKa, pH e efeito da pressão e da temperatura no comportamento dos gases. Afirmam também que o refrigerante é um exemplo de como a Química está inserida em nosso cotidiano, não apenas no que diz respeito à preparação desse produto, mas também no controle de qualidade necessário para que seja consumido sem risco à saúde. A Química tem um papel essencial na análise de quaisquer produtos consumidos pelas pessoas. (LIMA ; AFONSO, 2009. p. 215) Outro aspecto a ser destacado é a relevância da escolha da temática refrigerante. Percebemos, atualmente, um crescente consumo desta bebida, especialmente entre as 22 crianças e jovens em idade escolar. De acordo com Ribeiro et al. (2012), o consumo de refrigerantes por crianças e adolescentes é influenciado, principalmente, pelo sabor do produto, além do consumo pelos pais, que se torna modelo para os jovens. Os autores, afirmam que, segundo os dados da Pesquisa de Orçamentos Familiares 2002-2003, realizada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, o consumo de refrigerantes no Brasil aumentou em até 400%, na população, no período de 1975-2003, a aquisição per capita de refrigerantes aumentou de 1,29 para 7,65, o que equivale a 490% de crescimento (RIBEIRO et al., 2012). Pretendemos, dessa forma, favorecer a abordagem interdisciplinar de ensino, uma vez que o estudo de caso proposto vincula aspectos de saúde (Biologia) e a composição dos refrigerantes (Química). Em nosso entendimento, a temática refrigerante escolhida para analisar as evidências de aprendizagem dos alunos sobre a diferenciação pelos alunos entre misturas e reações Químicas pode constituir um fator motivacional importante por fazer parte do cotidiano dos alunos, seja pelo crescente consumo da bebida ou pela divulgação de experiências Químicas exploradas por programas de televisão ou vídeos da internet. Entretanto, a escolha de uma abordagem investigativa e questionadora se faz necessário para que os alunos possam, efetivamente, entender a construção da Ciência. Um exemplo bastante conhecido pelos alunos, mas pouco explorado ou de forma errônea em sala de aula, é mistura de bala de menta com refrigerante do tipo cola. Muitos deles se interessam pelos aspectos macroscópicos sem a inserção e discussão de conhecimentos científicos, acarretando segundo Pires e Machado (2012), um número crescente de propostas de experimentos desvinculadas de uma abordagem teoricamente orientada e que, por essa razão, nada ou pouco acrescentam ao processo ensinoaprendizagem. Nesse sentido, o perfil dos alunos do Ensino Médio tem sofrido alterações ao longo das últimas décadas já que, atualmente, os jovens apresentam acesso ilimitado e instantâneo às informações com os adventos da tecnologia e já não se satisfazem apenas com a transmissão de informações nas escolas. Portanto, a educação básica deve se adequar à nova realidade da juventude que ingressa no Ensino Médio em busca de conhecimento e não mais espera passivamente a transmissão de informações pelo docente de forma convencional. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 2002, p. 9), 23 As características de nossa tradição escolar diferem muito do que seria necessário para a nova escola. De um lado, essa tradição compartimenta disciplinas em ementas estanques, em atividades padronizadas, não referidas a contextos reais. De outro lado, ela impõe ao conjunto dos alunos uma atitude de passividade, tanto em função dos métodos adotados quanto da configuração física dos espaços e das condições de aprendizado. Estas, em parte, refletem a pouca participação do estudante, ou mesmo do professor, na definição das atividades formativas. Ainda sob as orientações dos PCN, o ensino de Química não deve ser resumido apenas à transmissão de informações sem conexão com a realidade dos alunos (BRASIL, 2002). Tal prática prioriza a memorização, desvaloriza os conhecimentos prévios dos alunos e menospreza o desenvolvimento de senso crítico, refletindo baixos níveis cognitivos. Segundos esses parâmetros, o ensino da Química deveria ser baseado, em um primeiro momento, na óptica macroscópica para valorizar fatos concretos, observáveis e mensuráveis, já que os alunos trazem conhecimentos prévios que devem ser considerados no processo ensino-aprendizagem. O documento sugere que a Química deve ser estruturada sobre o tripé: transformações Químicas, materiais e suas propriedades e modelos explicativos. Tal entendimento é corroborado nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Fundamental (BRASIL, 1998) ao afirmar que não devemos preparar o alunos para o futuro já que estes são “cidadãos de hoje”. Promover o simples contato com conceitos tradicionais não é suficiente em um mundo com tamanha facilidade de acesso à informação. Segundo os PCN para o quarto ciclo do Ensino Fundamental, A comparação entre as ideias e previsões preliminares e aquelas concluídas após a realização de investigação sobre tema determinado é importante ocasião para a valorização da aprendizagem realizada. Os alunos poderão tomar consciência da transformação, às vezes radical, na compreensão dos objetos de estudo. O planejamento de atividades específicas com esta finalidade é fundamental para que a conscientização da aprendizagem não fique subentendida ou mesmo oculta dos alunos. (BRASIL, 1998, p. 60) De acordo com Moehlecke (2012), as novas Diretrizes Curriculares Nacionais apresentam algumas críticas às antigas diretrizes principalmente no que tange a ênfase à subordinação do mercado de trabalho e a preocupação com o excesso de conteúdo destinado ao Ensino Médio. Embora haja um aumento no número de componentes curriculares, as novas diretrizes sugerem que o currículo seja trabalhado de forma mais flexível, promovendo a identificação e o empenho dos jovens no Ensino Médio, não 24 apenas para conclusão de um ciclo e inserção no mercado de trabalho, mas também para despertar o interesse pela continuidade dos estudos e ingresso na vida acadêmica. Ainda, tais autores afirmam que as Diretrizes Curriculares Nacionais, apontam como seu objetivo central possibilitar a definição de uma grade curricular mais atrativa e flexível, capaz de atrair o aluno para o ensino médio e combater a repetência e a evasão. Nessa direção, sugere-se uma estrutura curricular que articule uma base unitária com uma parte diversificada, que atenda à multiplicidade de interesses dos jovens. (MOEHLECKE, 2012, p.53) Alinhadas a essa ideia, consideramos que o tema refrigerante está de acordo com a proposta dos Parâmetros Curriculares Nacionais, uma vez que o documento afirma que os conceitos teóricos devem ser construídos a partir de fatos que estejam vinculados à realidade dos alunos. Nesse documento, recomenda-se que o aluno construa uma bagagem essencial para a contextualização dos conceitos de substância, mistura, reação Química, podendo compreender ainda que a matéria é constituída por partículas, como átomos e moléculas. Segundo os PCN para o quarto ciclo do Ensino Fundamental, é importante considerar o grande desafio que é para os alunos interpretarem os fenômenos químicos e bioquímicos, como a combustão, a respiração celular, a fotossíntese, a síntese e a quebra de proteínas e de outros compostos orgânicos ou inorgânicos, ou mesmo a variada composição da água do mar, dos rios, ou das rochas e minerais. Para uma aprendizagem significativa desses fenômenos, é interessante que tenham a oportunidade de conhecer muitos exemplos de misturas, de separação de misturas e de reações Químicas, bem como testes para identificação de substâncias e de suas propriedades, para que possam compreender que existe uma grande variedade de fenômenos químicos na natureza e outros provocados pelo ser humano, que integram os ciclos dos materiais na natureza. (BRASIL, 1998, p. 98) Acreditamos, portanto, que a temática refrigerante também está de acordo com as Diretrizes Curriculares Nacionais, já que traz a apresentação de conceitos importantes como, por exemplo, o estudo no 9˚ ano de reações Químicas e misturas, visando, além da análise da evidências de aprendizagem a partir desta temática, a promoção do interesse dos alunos pelas Ciências Naturais, contribuindo para que estes mantenham o interesse pelo estudo da Química no Ensino Médio. A partir do referencial teórico discutido neste capítulo, acreditamos que a análise de evidências de aprendizagem a partir da temática refrigerante, objetivo geral desta dissertação é importante, pois corrobora com as ideias de uma concepção de ensino de 25 ciências que minimiza a memorização e prioriza a participação ativa dos alunos. Assim, consideramos que cada concepção de aprendizagem produz sua própria linha de investigações. É ela que determina as pesquisas que se fazem e o ponto de vista do cientista que vai se preocupar com as questões estudadas. Na concepção de aprendizagem que se tem chamado de construtivista – na qual o conhecimento é visto como produto da ação e reflexão do aprendiz – esse aprendiz é compreendido como alguém que sabe algumas coisas e que, diante de novas informações que para ele fazem algum sentido, realiza um esforço para assimilá-las. Ao deparar com questões que a ele se colocam como problemas, deparase também com a necessidade de superação. E o conhecimento novo aparece como resultado de um processo de ampliação, diversificação e aprofundamento do conhecimento anterior que já detém. Assim sendo, é inerente à própria concepção de aprendizagem que se vá buscar o conhecimento prévio que o aprendiz tem sobre qualquer conteúdo. (WEISZ, 2000, p. 60) Assim, procuramos valorizar os conhecimentos prévios e a buscamos instigar o espírito investigativo em cada estratégia de ensino desenvolvida nesta pesquisa, de forma que os alunos tivessem participação ativa ao longo de todo o processo. 26 4 - A PERSPECTIVA CONTEXTUALIZADA, INTERDISCIPLINAR E INVESTIGATIVA NO ENSINO DE CIÊNCIAS De acordo com o referencial anteriormente apresentado, o ensino de Ciências baseado prioritariamente na transmissão de conteúdos, valorizando a memorização tem suas limitações. Por isso, discutiremos neste capítulo, a perspectiva contextualizada, interdisciplinar e investigativa no ensino de Ciências. Concordamos com Lauxen, Wirzbicki e Zanon (2007, p.2) quando afirmam que a fragmentação e a linearidade do currículo escolar pode estar vinculadas ao “o baixo nível de aprendizagem propiciada por currículos configurados como mera justaposição de disciplinas autossuficientes e que “um ensino de Ciências Naturais contextualizado favorece a emergência de abordagens que, ao contemplarem a complexidade intrínseca ao real, extrapolam o caráter linear e apenas disciplinar de explicação”. A partir da análise dos PCN e DCN já descritas anteriormente e de acordo com pesquisadores como Costa-Beber e Maldaner (2011) e Ricardo (2005), acreditamos que o ensino contextualizado dos conteúdos escolares constitua um mecanismo facilitador do processo ensino aprendizagem, podendo contribuir para melhoria no cenário educacional. Nesse sentido, a contextualização do ensino é defendida como princípio organizativo de currículo para melhorar o cenário educacional, por facilitar o desenvolvimento de competências gerais e específicas junto aos estudantes. O desenvolvimento de determinadas competências básicas é considerado essencial para formar as novas gerações mais capacitadas para que possam pensar e agir num mundo sempre mais complexo que lhes é apresentado, constituindo cidadãos mais conscientes e responsáveis. (COSTA-BEBER; MALDANER, 2011, p.2) Assumimos assim como Costa-Beber e Maldaner (2011, p.1) que os significados atribuídos ao termo contextualização ainda “são pouco convergentes em documentos oficiais e na literatura educacional, mesmo que alguma estabilização de sentido já possa ser identificada”, ou seja, “que o significado antes atribuído ao trabalho com o cotidiano foi, parcialmente, transferido a outra palavra que pode representá-lo melhor, que é contextualização”. Nesta pesquisa também buscamos contextualizar os conteúdos químicos referentes às reações Químicas e misturas e não apenas apresentar a temática refrigerante por se tratar de um assunto presente cotidiano dos estudantes, 27 exemplificando. Tal proposta é criticada por Costa- Beber e Maldaner (2011, p. 11), pois defendem que o trabalho com o cotidiano é precursor dos pensamentos contemporâneos que envolvem a contextualização do ensino na medida em que a proposta constitui-se em mudança radical, contrapondo-se ao ensino escolar descolado da realidade dos estudantes, fragmentado e disciplinar. As ideias sugeridas por Matiello e Bretones (2010) vêm ao encontro da proposta de um ensino contextualizado e investigativo. Os autores realizaram atividades relacionadas à temática refrigerante em uma escola pública de Ensino Médio do interior de São Paulo objetivando estimular o desenvolvimento da pedagogia de projetos para o estudo interdisciplinar de conteúdos das áreas de Ciências Naturais e Matemática e também buscaram “promover e fortalecer a prática investigativa, enquanto compromisso com a profissionalização e com a produção de saberes pedagógicos que dialoguem com as problemáticas concretas, do campo da educação escolar.” (MATIELLO; BRETONES, 2010, p.1) Lapa, Bejarano e Penido (2011) também acreditam que a Educação Científica vem promovendo debates em torno do exercício da cidadania, remetendo-nos a uma reflexão em relação à adoção de práticas interdisciplinares no Ensino de Ciências e de Matemática como uma das possibilidades para a sua melhoria (LAPA, BEJARANO e PENIDO, 2011, p. 2) Ainda segundo estes autores, a falta de conexão dos conteúdos ensinados nas diversas áreas de conhecimento vem trazendo consequências relevantes para a civilização. Sugerem, pautados na legislação, a adoção de programas voltados a integração de saberes, alicerçada na interdisciplinaridade, para que o conhecimento se apresente de forma integrada, valorizando um ensino de ciências contextualizado e interdisciplinar. Pautadas na legislação, as escolas estaduais poderiam valorizar e exercitar na prática a abordagem interdisciplinar, na defesa de um trabalho integrado dos conteúdos curriculares. Entretanto, observamos uma dificuldade de entendimento do conceito de interdisciplinaridade diante de tantos outros termos correlatos que surgiram nas últimas décadas. Segundo Fortes (2012, p. 7) “entender o vocábulo interdisciplinaridade foi e ainda é muito discutido, pois existem várias definições para ela, depende do ponto de vista e da vivência de cada um, da experiência educacional, que é particular”. Nesse sentido, Lapa, Bejarano e Penido (2011, p.3) afirmam que 28 o termo interdisciplinaridade propriamente dita, têm gerado uma série de ambiguidades com outros termos por expressarem ideias muito próximas entre si. De uma forma geral, trata-se da interação entre as disciplinas ou áreas do saber. Tais interações ocorrem em níveis diferentes de complexidade o que ocasionou na utilização de novas terminologias as quais servem para representar esses níveis tais como a multidisciplinaridade, a pluridisciplinaridade, a interdisciplinaridade e a transdisciplinaridade. Acreditamos que os professores atuantes nas escolas poderiam conectar os conteúdos que ensinam na sala de aula com as diversas áreas do conhecimento, pois os alunos estão inseridos em um mundo globalizado e são receptores de grande quantidade de informações e, por isso, esperam mais do que a simples transmissão de conhecimentos, isto é, um ensino que seja atrativo e apresente significado para a sua realidade. Com o ensino de Química não é diferente. Percebemos que os jovens estão em contato com termos científicos e fenômenos químicos, principalmente pela atuação da mídia. Entretanto, os conceitos não são bem compreendidos já que a abordagem veiculada por esse meio é, muitas vezes, superficial. É necessário, portanto, um ambiente escolar capaz de promover discussões coordenadas que substitui os objetivos individuais por metas comuns e que a prática interdisciplinar implica a “possibilidade do “encontro”, da “partilha”, da cooperação e do diálogo entre os envolvidos nessas ações. Para isso há que se esperar uma atitude docente interdisciplinar”. (LAPA; BEJARANO; PENIDO, 2011, p. 4) Nessa perspectiva, Fortes (2012, p.10) acredita que encarar uma mudança na educação, como a interdisciplinaridade, propõe uma atitude permanente de crítica e reflexão, de compromisso e responsabilidade com a tarefa de educar. Não se devem esperar propostas, soluções salvadoras, nem extrair conclusões precipitadas de algum fracasso. A postura que os educadores devem adotar diante de mudanças na educação deve ser: pensar, refletir, criticar e valorar o que esta acontecendo nos âmbitos escolares nos tempos de hoje e naqueles que virão. Nesse sentido, uma proposta como a interdisciplinaridade, a partir de reflexão, análise, avaliação de suas práticas vai procurar encontrar respostas cada vez mais adequadas às necessidades de aprendizagem dos alunos. Associada à interdisciplinaridade, acreditamos que o uso de atividades experimentais investigativas pode despertar o interesse dos estudantes e facilitar o entendimento de conteúdos. Entretanto, reconhecemos que o uso de experimentação de forma acrítica, com a 29 valorização apenas da observação não atinge completamente seus objetivos. Nessa perspectiva Lauxen, Wirzbicki e Zanon (2007) discutem a realização de atividades práticas como objeto motivador já que os estudantes podem se interessar, a princípio, pelos efeitos visuais de um experimento. Contudo, “a falta de informações e respostas a dúvidas ignoradas são exemplos de fatores que podem desestimular os estudantes, negligenciando o efetivo lugar e papel das observações em aula”. (LAUXEN; WIRZBICKI; ZANON, 2007, p.4) As autoras também alertam que a investigação nunca se restringe a observações empíricas nem tampouco se limita ao caráter descritivo, justificando-se a importância de atividades práticas desenvolvidas com intencionalidade deliberada de mediar processos de apropriação de linguagens e significados teórico-conceituais impossíveis de serem construídos de forma direta, pelos estudantes. (LAUXEN; WIRZBICKI; ZANON, 2007, p.4) Seguindo essa perspectiva, concordamos também com Suart e Marcondes (2009, p.51) ao afirmarem que a experimentação investigativa corresponde a uma alternativa interessante para melhorar a aprendizagem e que “nessa abordagem, os alunos têm a oportunidade de discutir, questionar suas hipóteses e ideias iniciais à luz do quadro teórico, coletar e analisar dados para encontrar possíveis soluções para o problema”. As atividades experimentais desenvolvidas nesta pesquisa visam valorizar a abordagem investigativa e a participação ativa dos alunos como na apresentação de hipóteses sobre os fenômenos estudados, nas discussões sobre as observações e elaboração de argumentos para as considerações finais. Essa abordagem vai ao encontro do que Suart e Marcondes (2009, p.2) afirmam, se uma aula experimental for organizada de forma a colocar o aluno diante de uma situação problema, e estiver direcionada para a sua resolução, poderá contribuir para o aluno raciocinar logicamente sobre a situação e apresentar argumentos na tentativa de analisar os dados e apresentar uma conclusão plausível. Se o estudante tiver a oportunidade de acompanhar e interpretar as etapas da investigação, ele possivelmente será capaz de elaborar hipóteses, testá-las e discutilas, aprendendo sobre os fenômenos estudados e os conceitos que os explicam, alcançando os objetivos de uma aula experimental, a qual privilegia o desenvolvimento de habilidades cognitivas e o raciocínio lógico. Sistematizando nosso entendimento sobre a importância da experimentação investigativa elaboramos o ciclo representativo a seguir. 30 Figura 1: Etapas do ciclo investigativo Fonte: Próprio autor Percebemos que a abordagem investigativa apresenta caráter cíclico e que a discussão das hipóteses levantadas pelos alunos é essencial antes da realização das atividades experimentais, bem como a sistematização dos resultados após os experimentos. Concordamos com Lauxen, Wirzbicki e Zanon (2007, p.4), quando afirmam que o experimento será relevante em promover aprendizados significativos aos estudantes se eles e o professor dialogarem entre si em torno de observações orientadas pelo uso de linguagens necessárias a uma adequada significação de conceitos científicos escolares, mediante processos de (re)construção de conhecimentos sistematicamente mais abstraídos de contextos reais. Assim, a realização de experimentos investigativos não se restringe apenas à observação, mas permite que os estudantes apropriem-se e tomem consciência da posse de conhecimentos científicos escolares, em sistemáticos processos de evolução, desenvolvendo uma compreensão/ação mais responsável, em seu meio, sob a orientação do professor, que apresenta a função de mediador, garantindo que o aluno compreenda as situações vivenciadas. 31 5 – MÉTODO DA PESQUISA 5.1 – A pesquisa-ação Existem muitas versões na literatura sobre o processo de desenvolvimento da pesquisa-ação. Para o presente estudo assumimos, conforme Tripp (2005, p. 445), que a pesquisa-ação educacional é principalmente uma estratégia para o desenvolvimento de professores e pesquisadores de modo que eles possam utilizar suas pesquisas para aprimorar seu ensino e, em decorrência, o aprendizado de seus alunos. Nesse sentido, concordamos com este autor quando defende que se “encare a pesquisa-ação como uma das muitas diferentes formas de investigação-ação”, ou seja, “toda tentativa continuada, sistemática e empiricamente fundamentada de aprimorar a prática” (TRIPP, 2005, p. 443). Também afirma que é importante que se reconheça a pesquisa-ação como um dos inúmeros tipos de investigação-ação, que é um termo genérico para qualquer processo que siga um ciclo no qual se aprimora a prática pela oscilação sistemática entre agir no campo da prática e investigar a respeito dela. Planeja-se, implementa-se, descreve-se e avalia-se uma mudança para a melhora de sua prática, aprendendo mais, no correr do processo, tanto a respeito da prática quanto da própria investigação. (TRIPP, 2005, p. 446) Avaliamos que esta pesquisa foi desenvolvida justamente a partir da necessidade diagnosticada pela professora em abordar conceitos fundamentais da Química para alunos do 9°ano de forma contextualizada, investigativa e interdisciplinar na tentativa de minimizar as lacunas encontradas entre o ensino da Química no Ensino Fundamental II e no Ensino Médio. Trata-se, então, de uma pesquisa participativa, característica essencial da pesquisa-ação, que visa resolver ou pelo menos esclarecer os problemas da situação observada. Concordamos, então, com Baldissera (2001) no sentido de que a pesquisaação é um tipo de metodologia que implica no desenvolvimento do pensamento reflexivo uma vez que, a forma de pesquisar a realidade implica a participação da população como agente ativo no conhecimento de sua própria realidade e possibilita a mesma adquirir conhecimentos necessários para resolver problemas e satisfazer necessidades. A pesquisa por ser ação, a própria forma ou maneira de fazer a investigação da realidade gera processo de ação das pessoas envolvidas no projeto. O modo de fazer o estudo, o conhecimento da realidade já é ação; ação de organização, 32 de mobilização, sensibilização e de conscientização. (BALDISSERA, 2001, p. 8) Esta autora sugere, para melhor entendimento do significado da pesquisa-ação, o desmembramento deste termo e apresenta os conceitos: Pesquisa ou investigação: é um procedimento reflexivo, sistemático, controlado e crítico que tem por finalidade estudar algum aspecto da realidade com o objetivo de ação prática; Ação: significa ou indica que a forma de realizar o estudo já é um modo de intervenção e que o propósito da pesquisa está orientado para a ação, sendo esta por sua vez fonte de conhecimento. Portanto, trata-se de uma metodologia que visa a reflexão para que haja o desenvolvimento de compromissos com a formação e a ampliação de procedimentos crítico-reflexivos sobre a realidade e com o aprimoramento de uma “dinâmica coletiva que permitam o estabelecimento de referências contínuas e evolutivas com o coletivo, no sentido de apreensão dos significados construídos e em construção”. (BOURSCHEIDT, 2007, p. 2) Perante esta perspectiva, tanto o pesquisador quanto o grupo pesquisado interagem de modo participativo, desenvolvendo as ideias propostas no plano de pesquisa. Para a pesquisa-ação, é preciso que ao final do processo haja algum tipo de transformação do grupo envolvido, gerando assim a solução para o problema em questão, conforme os objetivos específicos da pesquisa. Por esse motivo, durante um determinado estudo, poderão ocorrer ajustes progressivos nos planejamentos da investigação, se assim for necessário. (BOURSCHEIDT, 2007, p. 2) Enfatizamos que as atividades foram planejadas inicialmente e replanejadas durante o desenvolvimento da etapa de coleta de dados, conforme se recomenda nesse tipo de abordagem (BOURSCHEIDT, 2007). Reformulamos, portanto, algumas atividades durante esse processo de acordo com os resultados preliminares analisados que nos mostraram a necessidade de desenvolver outras atividades ou ajustar outras para complementar a obtenção de dados. Estas alterações foram necessárias, pois de acordo com Tripp (2005, p. 453) o reconhecimento é uma análise situacional que produz ampla visão do contexto da pesquisa-ação, práticas atuais, dos participantes e envolvidos. Paralelamente a projetar e implementar a mudança para melhora da prática, o reconhecimento segue exatamente o mesmo ciclo da pesquisa-ação, planejando como monitorar e avaliar a situação atual, fazendo isso e, a seguir, interpretando e avaliando os 33 resultados a fim de planejar uma mudança adequada da prática no primeiro ciclo de pesquisa-ação de melhora. Segue o quadro 1 síntese do método da pesquisa. Método de pesquisa Pesquisa-ação Abordagem da pesquisa Qualitativa Escola de análise Escola particular do interior do Estado de São Paulo Número de alunos participantes 45 Série 9˚ ano do Ensino Fundamental Fonte de dados Registro escrito das atividades Observações e anotações da pesquisadora Registro audiovisual das atividades Razão do estudo temático Observamos que o ensino de Química no 9°ano do Ensino Fundamental ocorre de forma fragmentada e superficial devido ao numero reduzido de aulas da disciplina de ciências e o grande volume de conteúdos destinado a essa disciplina. Analisando a literatura, percebemos que existem poucos trabalhos na área e acreditamos ser essencial a abordagem de conceitos fundamentais como reação Química e mistura para o entendimento da Química de forma interdisciplinar, investigativa e contextualizada. Instrumento de análise dos dados Metodologia das redes sistêmicas Quadro 1: Síntese do método da pesquisa Fonte: Próprio autor 34 5.2 – O contexto da investigação A escola participante desta pesquisa é particular e adota um sistema de ensino apostilado, sendo uma franquia de uma rede de ensino presente em todo território nacional, embora a maioria das unidades se concentre na região de Ribeirão Preto. Para o ensino de Ciências, a escola estabelece a divisão em três disciplinas (Química, Física e Biologia) já no 9° ano, contrariando a maioria delas, principalmente as estaduais que adotam o ensino integrado de Química, Física e Biologia em uma mesma disciplina. O material é dividido por assunto e três professores atuantes, com formação específica nas áreas de atuação, Química, Física e Biologia, sendo quatro aulas semanais de cada disciplina com duração de 40 minutos cada aula. Vale destacar que são realizadas avaliações mensais específicas para cada disciplina, caracterizando total separação do ensino de Ciências, visando a preparação e adaptação para o material didático utilizado no Ensino Médio. Participaram desta pesquisa, de forma voluntária, quarenta e cinco estudantes pertencem às turmas de 9° ano de um colégio particular da cidade de Franca/SP no ano de 2014 de um total de 60 matriculados. Todas as atividades foram desenvolvidas em período contrário às aulas. Optamos, juntamente com a direção da escola, em desenvolver as atividades em outro período, pois o colégio conta com um planejamento rígido determinado pelo sistema de ensino adotado. Embora a coordenação tenha permitido a professora optar pelo horário das atividades, decidimos por desenvolvê-las no contraturno, garantindo a participação voluntária dos alunos, bem como a obtenção dos dados em tempo hábil para a elaboração desta dissertação. Ainda assim, acreditamos que esta pesquisa possa ser desenvolvida no período letivo, sem a necessidade da realização das atividades em período contrário às aulas. Para tal, seria necessário um planejamento prévio para adaptação das atividades relacionadas ao projeto juntamente com o conteúdo a ser ministrado regularmente, proposto pelo material didático. Destacamos também a possibilidade de desenvolver esta pesquisa em uma escola da rede pública, assim como propõem Silva, Oliveira e Queiróz (2011) que utilizaram o Estudo de Caso intitulado SOS Mogi-Guaçu em uma turma de Ensino 35 Médio de uma escola pública paulista. Nesta, foi aplicado o método de estudo de casos em uma turma de 17 alunos do 2º ano do Ensino Médio de uma escola pública estadual, da cidade de São Carlos (SP), durante sete aulas semanais de Química, de 100 minutos cada, ao longo de dois meses. A aplicação de um projeto com a temática refrigerante também foi realizada em Escola Pública por Matiello e Bretones (2010), corroborando com a possibilidade de desenvolvimento de pesquisas no período das aulas regulares. Os autores promoveram uma pesquisa envolvendo 83 alunos e funcionários para levantamento do consumo de refrigerante na unidade pesquisada. A partir dos dados estatísticos obtidos, elaboraram um painel relacionando informações cotidianas através da ótica interdisciplinar, enfatizando a Química do refrigerante. Durante os intervalos escolares, os licenciandos responsáveis pela pesquisa partiam dos “conhecimentos prévios dos alunos acerca da bebida e, sobre o viés interdisciplinar, incluíam aspectos relacionados a reações ácidobase, pH, composição e energia, conteúdos abordados, naquele momento, nos anos do ensino médio”. (MATIELLO; BRETONES, 2010, p.1) Ressaltamos no termo de consentimento livre e esclarecido, exigido pelo Comitê de Ética da UFSCar e enviado aos pais, e no termo de assentimento, destinado aos alunos, que a não participação da pesquisa não acarretaria qualquer prejuízo na média bimestral ou qualquer tipo de distinção em detrimento dos outros alunos participantes, garantindo o direito de desistência durante o desenvolvimento da pesquisa, conforme APÊNDICES 1 e 2. 5.3 – Descrição das atividades O presente estudo caracteriza-se por uma abordagem qualitativa e por tratar-se de um estudo de caso, usa uma variedade de fontes de informação, coletadas em diferentes momentos, em situações variadas, como o caso “O segredo do refrigerante”, realização de experimentos investigativos, visita à indústria de Refrigerantes e uso de animações, conforme quadro 2 a seguir. 36 PROGRAMA DAS ATIVIDADES ATIVIDADE ATUAÇÃO DOS PARTICIPANTES OBJETIVOS Apresentação da pesquisa aos alunos (30 minutos) Alunos: Oral - perguntas Escrito - assinatura Pesquisadora: Oral - explicação e resolução de dúvidas, leitura do termo de assentimento Apresentar e solicitar a participação dos alunos na pesquisa. Apresentação da pesquisa aos pais (30 minutos) Alunos: Oral - perguntas Escrito - assinatura Pesquisadora: Oral - explicação e resolução de dúvidas, leitura do termo de consentimento Apresentar a pesquisa e obter autorizações do termo de consentimento livre esclarecido. 1ª atividade: estudo de caso - O segredo do refrigerante (2 horas) Alunos: Oral - perguntas Escrito - registro em grupos, conforme instrução. Pesquisadora: Oral - leitura do caso, estimular o debate, o interesse e o registro cuidadoso das ideias iniciais dos alunos Filmar e gravar Contextualizar e identificar as ideias iniciais dos alunos sobre a temática refrigerante; Promover a interdisciplinaridade; Possibilitar a interpretação de situações problema e contribuir para o levantamento de hipóteses; Desenvolver a habilidade de argumentação; Analisar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema. 2ª atividade: visita à Fábrica de Refrigerante FORS® (1 hora cada turma) Alunos: Oral - perguntas Escrito - registro individual das dúvidas iniciais que poderão ser respondidas na visita Pesquisadora: Oral - estimular o interesse e o registro cuidadoso das ideias iniciais dos alunos Filmar e fotografar Promover o contato com o processo industrial de produção de refrigerantes; Fornecer subsídios para a resolução do estudo de caso. 37 3ª atividade: resolução do caso (2 horas) Alunos: Oral - apresentação de seminário pelos grupos Debate Pesquisadora: Oral - estimular a argumentação e a exposição de ideias no grupo e entre os grupos Filmar e fotografar Favorecer a socialização da resolução do estudo de caso; Desenvolver a habilidade de argumentação; Identificar os deslocamentos/indícios de aprendizagem sobre a temática refrigerante; Discutir sobre a composição dos refrigerantes bem como aspectos referentes a reação e misturas. 4ª atividade: experimentos investigativos: reação e misturas (3 horas) Alunos: Executar os experimentos considerando-se todas as etapas de um processo investigativo Oral: perguntas e exposição de ideias Escrito: registro pelos grupos Pesquisadora: Oral - estimular a argumentação e a exposição de ideias no grupo e entre os grupos Filmar e fotografar Desenvolver o entendimento conceitual sobre a ocorrência de reações e misturas pelos alunos. 5° atividade: Simulação “Tudo que queima some?” (1 hora) Alunos: Oral - exposição das aprendizagens adquiridas Escrito - registro em grupos, conforme instrução Pesquisadora: Oral - estimular o debate, o interesse e o registro cuidadoso do entendimento da temática pelos alunos Filmar e gravar Identificar e analisar as evidências de aprendizagem considerando-se todas as etapas do processo. Quadro 2: Programa das atividades Fonte: Próprio autor Todas as etapas previstas no Programa das Atividades apresentadas no quadro 2 foram realizadas com os alunos e serão descritas a seguir. 38 5.3.1 - O Estudo de caso O Estudo de Caso, segundo Sá e Queiroz (2009), é uma variante do método de Aprendizagem Baseado em Problemas ou Aprendizado Centrado em Problemas, conhecido como Problem Based Learning (PBL) cujos objetivos principais são: estabelecer o contato dos discentes com problemas reais, desenvolvimento do pensamento crítico dos alunos bem como da habilidade de resolução de problemas e aprendizagem de conceitos da área em questão. As autoras afirmam também que: esse método consiste na utilização de narrativas sobre dilemas vivenciados por pessoas que necessitam tomar decisões importantes a respeito de determinadas questões. Tais narrativas são chamadas casos. A familiarização como contexto do caso e com seus personagens impulsiona os estudantes na busca de escolhas e posterior tomada de decisão, necessária para a solução. (SÁ; QUEIROZ, 2009, p. 12) É importante ressaltar que o professor pode utilizar casos disponíveis na literatura ou pode ser produzir o seu próprio caso. Para tal, as autoras indicam, subsidiadas pela literatura, que o professor deve ficar atento para que este tenha utilidade pedagógica, seja relevante ao leitor, desperte o interesse pela questão, seja atual, provoque um conflito, crie empatia com os personagens centrais, force uma decisão, tenha generalizações e narre uma história. Ainda de acordo com Sá e Queiroz (2009) uma das estratégias para a utilização dos Estudos de Caso é que sejam analisados por grupos pequenos de estudantes que trabalhem em colaboração, ou seja, os estudantes leem parte do caso em voz alta, a seguir discutem os elementos apresentados até aquele ponto no caso, listam o que já sabem e elaboram uma agenda de aprendizagem, ou seja, um conjunto de assuntos que eles concordam em pesquisar individualmente, antes do encontro seguinte. Este processo se repete até a solução do caso. (SÁ; QUEIROZ, 2009, p. 26) Tal estratégia foi utilizada nesta pesquisa e a professora desempenhou, nesta etapa, o papel de facilitadora durante as discussões, função também sugerida pelas autoras. Subsidiadas pelas pesquisas de Sá e Queiroz (2009), acreditamos que o Estudo de Caso compõe uma estratégia para a análise de conhecimentos prévios e constitui uma 39 ferramenta útil para promover a habilidade de argumentação dos alunos, além de favorecer a aproximação do público alvo com a temática escolhida. Nessa pesquisa, o Estudo de Caso foi usado justamente para que os alunos se interessassem pela temática refrigerante a partir da introdução de uma situação próxima ao seu cotidiano de forma a motivá-los a pesquisar e finalmente resolver o caso. Para tal, procuramos descrever uma situação de forma simples e curta. Ressaltamos que o caso elaborado, com caráter sóciocientífico, visa integrar conceitos de Química, referentes à composição dos refrigerantes e Biologia, no que tange os malefícios oriundos ao consumo excessivo desta bebida. Dessa forma, evitamos a fragmentação de conteúdos e tentamos ultrapassar o limite da compreensão disciplinar. Nesse sentido, concordamos com Ricardo (2005), ao afirmarem que a interdisciplinaridade pode ser considerada um caminho interessante para transformar os problemas educacionais e minimizar o fracasso escolar e que o convite à interdisciplinaridade encontra eco na medida em que a escola oferece poucas oportunidades para que os alunos adquiram a habilidade de manejar os conteúdos disciplinares na busca de compreensão ou solução de situações-problema próximas de sua existência concreta. (RICARDO, 2005, p. 210) O caso desenvolvido nesta pesquisa, intitulado “O segredo do Refrigerante”, está descrito a seguir. O segredo do refrigerante O caso narra uma história Pedro e Rodrigo são irmãos gêmeos e moram na cidade de Franca. Durante as férias escolares, os garotos de 14 anos foram viajar para o Rio de Janeiro, onde a temperatura ultrapassou 40°C no mês de dezembro. Por causa disso, evitavam ficar expostos ao sol logo após o almoço e escolhiam outras opções de entretenimento, como assistir TV ou navegar na internet. Para se refrescarem do intenso calor desse verão, ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. Entretanto, a mãe dos garotos, 40 O caso tem utilidade pedagógica O caso desperta o interesse pela questão Lúcia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada, pois havia lido uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. Os irmãos, por sua vez, não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida, já que esta bebida é refrescante e saborosa, além de ser sua preferida. Naquele momento, Lúcia não conseguiu apresentar argumentos suficientes sobre a composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo a fim de convencê-los. Para tentar alterar essa situação, a mãe resolveu pesquisar sobre o assunto. Vocês, estudantes do 9°ano, terão a missão de ajudar a Lúcia a resolver esse problema. Apresente argumentos que justifiquem sua explicação. O caso produz empatia com os personagens centrais Buscamos seguir as orientações citadas anteriormente de forma que o Caso seja eficiente principalmente para o levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes, já que esta constituiu a primeira atividade desta pesquisa. Além disso, procuramos elaborar o Caso para aproximar os estudantes da temática refrigerantes, além de promover a interdisciplinaridade, ao abordar também os aspectos biológicos conectados à composição da bebida gaseificada. 5.3.2 - Visita à Fábrica de Refrigerante FORS® Antes da apresentação da resolução do Caso, os estudantes visitaram a Fábrica de Refrigerantes FORS®, que se localiza na mesma rua da escola participante desta pesquisa. Esta é uma empresa genuinamente brasileira, fundada em 1928, pertencente ao grupo Frankini, tradicionalmente reconhecido na cidade de Franca pela ampla experiência no setor de bebidas. Além da produção de refrigerantes convencionais, a indústria também apresenta uma linha de refrigerantes funcionais (adoçados com sucralose, rico em fibras, isento de sódio, vitaminas e sais minerias), água, energéticos e salgadinhos. 41 O caso força uma decisão De acordo com as informações do site da empresa (www.fors.com.br), a indústria apresenta equipamentos de ultima geração, portanto, a FORS® garante alta qualidade e perfeita padronização de seus produtos. Além disso, a linha de produção integrada e sem nenhum contato manual, possibilita produções em quaisquer escalas, sem alterações de custo. O sistema de resfriamento no pré-envasamento recebe destaque pois possibilita carbonatação. Os equipamentos e tanques fabricados em aço inoxidável eliminam a ocorrência de corrosão, odor ou qualquer contaminação dos produtos. A fábrica conta também com um Programa Modelo de Limpeza e Assepsia, além de laboratório de preparo e análises. A pedido do responsável pela visitação, os alunos foram divididos em duas turmas, para garantir a segurança durante a visita. Ao chegarem à fábrica, os alunos foram recepcionados por uma guia, que os conduziu a uma sala de reuniões para assistirem um vídeo institucional. Este apresentava a trajetória da empresa, bem como o processo completo de produção do refrigerante e do salgadinho Crocobill, também produzido nesta unidade. Posteriormente, os estudantes foram conduzidos para a visitação, que focou, também por motivo de segurança e higiene, a visualização principalmente do processo de envasamento do refrigerante. Durante todo o trajeto, a guia descreveu o processo de fabricação da bebida gaseificada. Figura 2 - Alunos visitando a fábrica de Refrigerantes Para finalizar a visita, os alunos foram conduzidos à área externa e puderam experimentar os refrigerantes da marca FORS® e os salgadinhos produzidos nesta indústria. 42 5.3.3 – Experimentos investigativos Antes da realização dos experimentos, a professora buscou contextualizar o tema resgatando os entendimentos das etapas anteriores com foco nos conceitos da composição do refrigerante, apresentado e discutido pelos grupos na resolução do estudo de caso. Nesse momento, buscamos a valorização dos conhecimentos prévios dos alunos associados aos conhecimentos adquiridos durante as pesquisas realizadas na etapa do estudo de caso e a visita à indústria de refrigerantes. Para tal, os grupos tiveram 10 minutos para levantamento das hipóteses antes da realização dos experimentos. Posteriormente, um representante do grupo leu as hipóteses levantadas e a professora elaborou uma tabela na lousa para iniciar a discussão das hipóteses de todos os alunos. Os experimentos só foram realizados após discussão das opiniões dos estudantes acerca de cada fenômeno que seria investigado, característica da abordagem investigativa, discutida no capítulo quatro. Após a realização de cada experimento, os alunos anotaram suas observações e, novamente, a professora pediu para que cada grupo apresentasse suas considerações sobre a etapa experimental de forma que os resultados obtidos fossem justificados pelos conceitos e, juntamente com os alunos, elaborou um texto coletivo com as principais considerações realizadas. 5.3.3.1 - 1° experimento: Garrafa fechada Objetivos: • Analisar a supersaturação de CO2 no liquido a alta pressão; • Verificar a presença de equilíbrio químico no refrigerante. Material: • Garrafa de refrigerante tipo Cola de 600 mL Questões Quais os componentes ou substâncias presentes no refrigerante? Como o gás foi Por que a garrafa colocado na não foi garrafa PET? completamente preenchida com o líquido? 43 Hipóteses Com o experimento (desenhos, escritas) Conclusões Texto coletivo: professora e os alunos 5.3.3.2 - 2° experimento: Garrafa aberta Objetivos: • Analisar a diminuição da solubilidade do gás carbônico com a diminuição da pressão; • Verificar o aumento da velocidade de saída de CO2 a partir da adição de sólidos com superfície porosa e com agitação. Material: • 1 garrafa de refrigerante tipo Cola (600mL) • 4 copos transparentes • Medidor • Balas de menta • Açúcar cristal • Areia • Sal grosso 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese Com o experimento (desenhos, escritas) Conclusões Texto coletivo: professora e os alunos 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal Açúcar 44 Bala Hipóteses Com o experimento (desenhos, escritas) Conclusões Texto coletivo: professora e os alunos 3ª parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Com o experimento (desenhos, escritas) Conclusões 5.3.3.3 - 3° experimento com comprimido efervescente Objetivos: • Identificar a composição do comprimido efervescente; • Associar a liberação de gás no processo com a ocorrência de reação Química. Material: • Comprimido efervescente • Copo transparente 1ª parte: • Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? • Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? 2ª parte: Questão O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? 45 Hipóteses Com o experimento (desenhos, escritas) Conclusões Texto coletivo: professora e os alunos 5.3.4 – Simulação “Tudo que queima some?” A última atividade realizada pelos alunos foi selecionada após a análise dos dados referente aos experimentos investigativos, que serão discutidos no capítulo 7. Trata-se de uma atividade referente ao Laboratório Didático Virtual, iniciativa da USP e coordenada pela Faculdade de Educação desta Universidade, disponível no site http://www.labvirt.fe.usp.br/. Neste endereço eletrônico, estão disponíveis diversas simulações idealizadas pela equipe do LabVirt a partir de roteiros de alunos de Ensino Médio das escolas da rede pública; links para simulações e sites interessantes encontrados na Internet; exemplos de projetos na seção "projetos educacionais" e respostas de especialistas para questões enviadas através do site. Selecionamos a atividade intitulada “Tudo que queima some?” pois apresenta, como tema principal, a ocorrência de reações Químicas, especificamente reação de combustão de forma clara e apropriada para o 9° ano do Ensino Fundamental. Figura 3: "Tudo que queima some" Fonte: LabVirt 46 Resumidamente, esta simulação descreve um garoto que questiona sua mãe que está queimando papéis, jornais e revistas velhas para limpar sua comunidade, fazendoos desaparecer. Figura 4: Será que o papel sumiu mesmo? Fonte: LabVirt Para responder a questão, o menino apresenta esse questionamento para a sala de aula e o professor, com a ajuda dos alunos, os instiga a pensar nas propriedades da matéria. Conclui, ao final, que ocorre um fenômeno químico e, portanto, a matéria não desaparece, apenas se transforma. 47 6 - ANÁLISE DOS DADOS O instrumento de análise dos dados escolhido para esta pesquisa é a metodologia das redes sistêmicas que consiste em considerar como primeiro passo, a abertura dos dados brutos, para o posterior desvelamento dos pensamentos ou ideias contidas na forma e significados (signos) apresentados (STRAUSS e CORBIN, 2008 apud MARQUES, 2010). A metodologia das redes sist micas surgiu pelos estudos dos pesquisadores liss e Ogborn (1983) que, ao analisarem uma quantidade extensiva de dados qualitativos, tiveram dificuldades em organizá-los. Portanto, para ajudar no manejo dos dados, adaptaram notaç es utilizadas na área da linguística sob um esquema de compilação de categorias descritivas. A partir de então, na busca de esquemas de unidades de significados, vários trabalhos v m sendo publicados, readaptando os procedimentos das redes sist micas s necessidades específicas de cada trabalho. A retirada de unidades de significados em uma análise de conte do é ir além da busca da descrição dos dados, possibilitando apontar o entrelaçamento dos vários elementos do mesmo fen meno estudado e de suas decorr ncias. Estes signos não estão prontos no texto, portanto, precisam ser trabalhados por meio da reflexão sobre o conte do dos dados obtidos. As unidades de significado poderão ser agrupadas em categorias sob um critério comum que possa identificar um determinado conceito, sendo organizadas em grupos distintos, de acordo com a visão ou interpretação do pesquisador, no qual, deverão ser rotuladas ou nomeadas de acordo com a natureza do seu sentido. Essa din mica se refere ao tratamento do conjunto de acontecimentos, aç es ou interaç es, num movimento de análise do conte do, objetivando esquematizar os principais elementos em agrupamentos coordenados, gerando, dessa forma, as categorias. Agrupar signos em categorias tem grande import ncia porque, além de organizar os dados sob alguns aspectos, permite ao analista reduzir o n mero de unidades de significados com as quais se trabalha. Além disso, as categorias t m o potencial analítico de explicar, conceituar os fen menos emergentes dos dados. As categorias podem ser mais bem especificadas por meio da construção de subcategorias, que tem por função denotar informaç es do tipo: quando, onde, porqu e como um fen meno tende a ocorrer. 48 De acordo com Marques (2010, p. 255), a nomeação das categorias deve ocorrer de “forma a acompanhar as ideias mais abrangentes, consideradas importantes analiticamente, que emergem dos próprios dados, na perspectiva do tema analisado”. Esta autora afirma também que uma categoria representa um fenômeno, ou seja, um problema, uma questão, um fato, um acontecimento que é definido como importante para os informantes. A subcategoria também é uma categoria, como o nome indica. Porém, em vez de representar o fenômeno em si, as subcategorias respondem as questões sobre o fenômeno, dando um maior poder explanatório ao conceito. (MARQUES, 2010, p.255) A elaboração das categorias e subcategorias pode ser esquematiza conforme figura 5. Figura 5 - Esquema da rede sistêmica Fonte: apud MARQUES, 2010, p. 83. Seguindo as considerações descritas acima, optamos pela metodologia das redes sistêmicas devido ao grande número de dados obtidos diante das várias atividades realizadas e, portanto, um valor expressivo de documentos, anotações da pesquisadora e gravações audiovisuais para análise. Sendo assim, acreditamos que essa metodologia é apropriada para a análise dos dados por ajudar no manejo dos dados, além de permitir o entrelaçamento dos vários elementos identificados, possibilitando a elaboração das cadeias de evidências de aprendizagem, objetivo desta dissertação. Assim, elaboramos a rede sistêmica considerando as seguintes categorias e subcategorias: 49 Categoria: estudo de caso → Subcategorias Termos importantes O que nós sabemos O que precisamos saber Resolução do caso Categoria: visita à fábrica de refrigerante Categoria: experimentos investigativos → Subcategorias 1º Garrafa fechada 2º Garrafa aberta 3º Adição do comprimido Categoria: Lab Virt (simulação) Segue a rede sistêmica que foi elaborada para análise dos dados de cada grupo, seguindo as orientações de (Marques, 2010). Figura 6 - Esquema de rede sistêmica elaborado nesta pesquisa Fonte: Próprio autor 50 Dessa forma, após a análise individual das respostas de cada grupo em cada atividade realizada, buscamos tratar as análises obtidas de forma compilada. Assim, cada bloco (ou tema) e suas respectivas unidades de significados (ou signos) destacados nos depoimentos de cada grupo participante foram organizados em um esquema de análise comumente utilizado em investigações por redes sistêmicas. 51 7 - RESULTADOS E DISCUSSÕES A seguir apresentaremos os resultados e discussões de cada um dos instrumentos de obtenção de dados. 7.1 - Estudo de Caso Para a análise dos dados obtidos a partir da etapa do Estudo de Caso elegemos quatro categorias: • termos importantes identificados pelos alunos, em grupos, no Estudo de Caso, • o que nós sabemos sobre o caso, • o que precisamos saber para resolver o caso, • e a resolução do caso, propriamente dita. Das categorias criamos subcategorias que tem por função denotar informações mais específicas e recorrentes conforme figura 7 seguir. Figura 7: Esquema da rede sistêmica para a análise do Estudo de Caso Fonte: Próprio autor 52 O acompanhamento da resolução do Estudo de Caso pelos alunos, nos grupos, e a análise do material escrito nos permitiram tecer algumas considerações. Pudemos perceber que as quatro etapas – categorias – foram determinantes para a resolução do caso e para atingirmos os objetivos pretendidos com essa atividade. Por ser uma instrução pelo uso de narrativa sobre indivíduos, Dona Lúcia, enfrentando um dilema, a primeira etapa permitiu emergir discussões para conduzir ao aprendizado desejado por meio do elenco de termos importantes. Dentre eles, os grupos destacaram: Lúcia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada. Uma reportagem indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. Não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida, já que esta bebida é refrescante e saborosa. A composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo a fim de convencê-los. A contextualização do ensino, tal como ressaltamos no início deste texto, é de fundamental importância para que o aluno entre em contato com a Química a partir de suas vivências sociais, passando a ser objeto de problematizações e tematizações, articuladas a planejamentos e ações interdisciplinares. Dessa forma, busca-se desenvolver e compreender formas de interpretação do vivido, mediante o uso de linguagens e conceitos científicos tipicamente escolares associados com valores formativos dirigidos ao desenvolvimento humano e cidadania comprometida e socialmente responsável (MALDANER; ZANON, 2004). esse sentido, contribui para a superação do caráter descontextualizado e presenteísta (CHASSOT, 2001) dos conteúdos escolares, decorrentes de concepções neutras e dogmáticas de ciência e de conhecimento científico que reafirmam a fragmentação e a linearidade do currículo escolar. Também nos permitiu identificar as ideias iniciais dos alunos sobre a temática refrigerante, contribuindo para o levantamento de hipóteses, conforme indica a figura 8 a seguir 53 Figura 8: Levantamento das ideias iniciais dos alunos sobre o Estudo de Caso Fonte: Próprio autor Ao valorizarmos as falas e as manifestações dos alunos em sala de aula, pretendemos, além de expressar o conhecido, atingir modos mais elaborados de entendimento. Nesse sentido, o professor desempenha um papel mediador importante ao apontar novos horizontes de compreensão, pelo questionamento de conhecimentos expressos e pela apresentação de novos pontos de vista que os alunos ainda não conseguem expressar por conta própria. Considerando o que já conhecem sobre o assunto em questão, na terceira etapa, os alunos realizaram um movimento do aprender por meio da pesquisa, de busca das respostas, que é um processo não linear, conforme figura 9 que segue. 54 Figura 9: Temas de pesquisa de interesse dos alunos para a resolução do Estudo de Caso Fonte: Próprio autor Destacamos que os alunos foram orientados a buscar fontes de pesquisa confiáveis. Para tal, a professora sugeriu que os estudantes fizessem entrevistas com profissionais da área, utilizassem sites de fontes seguras, evitando os de busca utilizados comumente em pesquisas escolares, mas que apresentam confiabilidade duvidosa. A professora se disponibilizou a verificar a veracidade das informações obtidas durante a semana que antecedeu as apresentações orais, garantindo que os alunos estivessem seguros acerca das informações expostas nos seminários sobre a resolução do caso. Entendemos que a construção desses temas de pesquisa pelos próprios alunos favorece com que se sintam mais motivados na busca de proposição de respostas, pois partem do que conhecem. São os seus interesses que estão sendo explorados e, assim, a aprendizagem pode ocorrer de forma efetiva. Falar sobre o que já se conhece em relação a um assunto que vai ser investigado é um dos modos importantes de envolvimento dos alunos visando a reconstrução de conhecimentos. Pela fala manifesta-se o conhecimento inicial e encaminham-se os direcionamentos reconstrutivos. Para tanto, é importante que os alunos se sintam confiantes para manifestarem até mesmo seus pensamentos incertos e suas dúvidas. Pelo exposto, o papel mediador do professor é muito mais o de criar oportunidades para que os alunos interajam com os discursos especializados, possibilitando-lhes competências cada vez mais desenvolvidas de manifestarem suas próprias opiniões do que o de transmitir conhecimentos. 55 Antes, então, da resolução do caso, os alunos tiveram a oportunidade de visitar a empresa FORS®, produtora de refrigerantes, a fim de promover o contato com o processo industrial de produção de refrigerantes e fornecer subsídios para a resolução do estudo de caso. Após a visita, os alunos elaboraram os seminários pra a resolução do caso “O Segredo do Refrigerante”. A elaboração da exposição oral não foi realizada juntamente com a professora, ou seja, cada grupo fez a montagem dos slides como tarefa de casa. Assim, na última etapa, conforme figura 10 a seguir, os alunos, em grupos, tiveram a oportunidade de desenvolver a habilidade de argumentação durante a exposição oral, com recurso de Datashow, de respostas para a resolução do Estudo de Caso e, para tanto, tal atividade objetivou: - ajudar a desenvolver a compreensão de conceitos científicos, mas também estimulando a capacidade dos alunos de raciocinar a respeito de questões científicas; - entender melhor a própria racionalidade da ciência analisando seu processo de construção. Figura 10: Respostas do Estudo de Caso pelos alunos. Fonte: Próprio autor Nesta pesquisa, o Estudo de Caso “O segredo do Refrigerante” pode ser entendido como uma estratégia de ensino que favoreceu a aprendizagem de conteúdos científicos e/ou sócio científicos, pois percebemos que o processo de reconstrução foi ativado a partir de falas exploratórias, das formas de expressão dos conhecimentos 56 iniciais dos alunos que abriram espaços para ir qualificando suas falas na interação com os colegas e o professor. Nesse sentido, a fala dos alunos no início da atividade foi necessária para que o professor pudesse conhecer como eles pensam e o que já conhecem sobre determinado tema. Ao final da atividade percebemos que nos discursos dos alunos houve a incorporação de novas compreensões específicas da linguagem Química. O grupo 08, por exemplo, destacou a composição do refrigerante em sua apresentação: Água: Constitui cerca de 88% do produto final. Baixa alcalinidade: Carbonatos e bicarbonatos interagem com ácidos orgânicos, como ascórbico e cítrico, presentes na formulação, alterando o sabor do refrigerante, pois reduzem sua acidez e provocam perda de aroma; Sulfatos e cloretos: Auxiliam na definição do sabor, porém o excesso é prejudicial, pois o gosto ficará demasiado acentuado; Cloro e fenóis: O cloro dá um sabor característico de remédio e provoca reações de oxidação e despigmentação, alterando a cor original do refrigerante; Metais: Ferro, cobre e manganês aceleram reações de oxidação, degradando o refrigerante. Concentrados: Conferem o sabor característico à bebida. São compostos por extratos, óleos essenciais e destilados de frutas e vegetais. Sabor é a experiência mista de sensações olfativas, gustativas e táteis percebidas durante a degustação. Além disso, percebemos que os alunos fizeram uma associação de conceitos biológicos, especificamente no que se refere às doenças causadas pelo consumo excessivo de refrigerantes, como a composição Química do refrigerante, conforme proposto por Fortes (2012) e Lapa, Bejarano e Penido (2011). Os estudantes destacaram os malefícios à saúde causados pelo consumo excessivo de refrigerante para a resolução do caso, usando argumentos como a grande quantidade de açúcar e a presença de corantes, considerando-os subsídio para Lúcia convencer os filhos para diminuir a ingestão desta bebida gaseificada. O grupo 09, por exemplo, destacou os seguintes malefícios à saúde durante a exposição oral: 57 Ganho de peso - Naturalmente, ao consumir calorias extras ocorre o aumento de peso. Mesmo refrigerante diet podem levar a problemas. Osteoporose - Um ingrediente na cola pode prejudicar o cálcio dos ossos. Diabetes tipo 2 - Diabetes anda de mãos dadas com a obesidade e o consumo elevado de açúcar Síndrome metabólica e doença hepática gordurosa - Mesmo que a pessoa não ganhe peso, o refrigerante açucarado pode ser prejudicial para a saúde cardiovascular - especialmente para as mulheres. As mulheres que ingerem bebidas adoçadas com açúcar são mais propensas a desenvolver níveis elevados de triglicérides - gordura no sangue. Estas atividades – Estudo de Caso e visita à FORS – foram muito importantes para o entendimento dos componentes de um refrigerante: água, açúcar, concentrados (sabor) e também que ocorre dissolução de um gás (CO2) em uma quantidade muito acima do limite de solubilidade. Portanto, supersaturação de CO2. Ao utilizarmos a estratégia de Estudo de Caso nesta pesquisa para identificarmos as ideias iniciais dos alunos sobre o tema acreditamos que, para o professor, superados os desafios dessa prática (tempo para elaborar os casos, tentação de “dar” uma aula sobre o tema, questão da avaliação) e para os alunos (falta de hábito com o modelo de ensino-aprendizagem), “o método pode ser til para professores interessados em buscar novas alternativas de ensino que promovam, além do aprendizado de Química, a interdisciplinaridade e o trabalho em grupo” (SÁ; QUEIROZ, 2009, p.7). 7.2 – Experimentos investigativos A partir de uma análise inicial das respostas de todos os grupos sobre cada um dos experimentos decidimos, num primeiro momento, discutir os resultados de forma geral e não grupo a grupo, pois o sentido e o significado das respostas eram bastante similares embora a forma de expressão diferenciasse. 7.2.1 - 1° experimento: Garrafa fechada 58 A partir da análise das hipóteses de todos os grupos, conforme apêndice 3 e esquematizada também na figura 11, podemos perceber que todos os grupos obtiveram as informações sobre a composição do refrigerante a partir da análise do rótulo e que conseguiram relacionar a inserção do gás na garrafa PET a uma máquina, provavelmente porque essa informação foi obtida na visita à FORS®, onde os alunos puderam conhecer o processo de fabricação acompanhado por uma guia que descreveu o processo indicando cada etapa da produção. Figura 11: Hipóteses (1º experimento: Garrafa fechada) Fonte: Próprio autor Entretanto, percebemos que alguns alunos não conseguiram associar a relação entre a pressão interna e a pressão atmosférica com o espaço deixado na garrafa PET e relacionaram a ideia do oxigênio presente no ar com a conservação do líquido. O grupo 01, por exemplo, relacionou em suas hipóteses indicadas abaixo a composição do refrigerante com as informações do rótulo, conseguiu associar a adição do gás carbônico com uma máquina, mas não associou a existência do espaço deixado na garrafa ao escape de gás do refrigerante. 59 Questões Hipóteses Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa substâncias presentes no colocado na garrafa não foi refrigerante? PET? completamente preenchida com o liquido? CO2, cafeína, xarope, água, açúcar, caramelo IV, acidulante, INS 338, extrato de noz de cola, carbonatos e bicarbonatos. Através de uma máquina. Pois é necessário um pouco de oxigênio para a preservação do refrigerante dentro da garrafa. Quadro 3- Hipóteses do grupo 01 Fonte: Próprio autor Para a elaboração do texto coletivo, a professora explicou que o gás contido nos refrigerantes foi dissolvido sob pressão. Em seguida, é engarrafado e fechado com uma tampa hermética. Porém, o gás tem a tendência de escapar do líquido, justamente por estar com uma pressão maior que a atmosférica. Nesse sentido, sempre há um espaço (ar atmosférico) entre o líquido e a tampa da garrafa. Numa embalagem de 2 litros, este espaço é de aproximadamente 100 mL. Antes de ser fechada, a pressão acima do líquido ainda é igual à atmosférica. Depois de ser fechada, este espaço, além do ar atmosférico, recebe o gás carbônico que escapa, até se tornarem iguais as pressões no líquido neste espaço. Assim, quanto menor for este espaço, menos gás carbônico irá escapar. Para melhor entendimento, a professora exemplificou com os dizeres: digamos que nestes 100 mL escapem 100 moléculas de CO2, até a pressão se igualar. Num espaço de 1000 mL (metade da embalagem), irão escapar 1000 moléculas de CO2. Por isso, depois de consumido certo volume de refrigerante, é melhor amassar a garrafa, até não haver mais este espaço “vazio”, impedindo o escape de CO 2 para igualar a pressão. A partir desta explicação, da discussão das hipóteses levantadas pelos grupos e das observações realizadas, a professora e os alunos puderam esquematizar as ideias principais com o texto indicado na figura 12. 60 Figura 12: Texto coletivo (1º experimento: Garrafa Fechada) Fonte: Próprio autor Após a elaboração do texto coletivo com a síntese das ideias discutidas em grupo e com a professora, os alunos anotaram suas conclusões. Como exemplo, destacamos as conclusões do grupo 1: A garrafa não foi completamente preenchida com o liquido para aumentar a pressão e conservar o produto. 7.2.2 - 2° experimento: Garrafa aberta A partir da análise das hipóteses de todos os grupos, conforme apêndice 4 e esquematizada também na figura 13, percebemos que todos os grupos associaram a abertura da garrafa com a formação de bolhas de CO2, já que este fenômeno é facilmente observável no cotidiano dos alunos. Entretanto, constatamos que alguns grupos também associaram a diferença de pressão com a saída de gás da garrafa, fato que pode ser explicado pela discussão da pressão para adição do gás no experimento anterior. 61 Figura 13: Hipóteses (2º experimento: Garrafa aberta) Fonte: Próprio autor O grupo 2, por exemplo, afirmou em suas hipóteses que haveria saída de gás com a abertura da garrafa, conforme quadro 4. Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese Aparecimento de bolhas e liberação de gás. Quadro 4 - Hipóteses do Grupo 02 Fonte: Próprio autor Para a elaboração do texto coletivo, indicado na figura 13, a professora explicou que quando abrimos a garrafa de refrigerante, a pressão interna diminui e como consequência há diminuição de solubilidade, fazendo com que o gás carbônico que estava no espaço entre o líquido e a garrafa saia e o ácido carbônico que estava dissolvido transforma-se em água e CO2, que será expulso. 62 Figura 14: Texto coletivo (2º experimento: Garrafa Aberta) Fonte: Próprio autor A partir da discussão em grupo e com a mediação da professora, o grupo 02 relacionou, em suas conclusões, a diminuição da solubilidade com a saída do gás carbônico após a abertura da garrafa, conforme quadro 5. Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Conclusões Há uma diminuição de pressão interna, diminuindo a solubilidade do gás carbônico: saída de CO2. Quadro 5 - Conclusões do Grupo 02 Fonte: Próprio autor 2ª parte: Adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta) A partir da análise das hipóteses todos os grupos, conforme apêndice 4 e esquematizada também na figura 15, podemos perceber que todos os grupos associaram, em suas hipóteses, a adição de sólidos à formação de bolhas. Os alunos relacionaram a adição de areia à formação de precipitado, pois conseguiram fazer uma associação com a alta densidade deste sólido. Observamos que os alunos associaram a adição de sal e açúcar ao processo de dissolução. Acreditamos que essas relações foram estabelecidas a partir dos conhecimentos prévios dos alunos relacionados a adição destes sólidos à água, bem como ao conhecimento de misturas homogêneas e heterogêneas, apresentado superficialmente no material do 6°ano deste sistema de ensino. 63 Figura 15: Hipóteses (2º experimento: Adição de sólidos) Fonte: Próprio autor O grupo 3, por exemplo, associou em suas hipóteses, conceitos de mistura heterogênea formadas a partir da adição da areia e do açúcar. Entretanto, percebemos que os alunos deste grupo não apresentam uma ideia clara acerca do conceito de diluição, já que usam este termo para fazer referência ao termo dissolução, conforme quadro 6. Além disso, assim como todos os outros grupos, associou a ocorrência de explosão na adição da bala de menta ao refrigerante. Sólidos Areia Sal Açúcar Bala Hipóteses A areia irá se O sal vai ser Ele se diluirá Irá causar uma depositar no diluir com o com a água e o explosão com o fundo do copo. líquido. restante irá se líquido. depositar no fundo do copo. Quadro 6 - Hipóteses do Grupo 03 Fonte: Próprio autor Percebemos nas hipóteses de todos os grupos a vinculação da ocorrência de reação Química a partir da adição da bala de menta ao refrigerante. Provavelmente os alunos já conheciam o fenômeno que foi amplamente divulgado pela mídia. Entretanto, assim como sugerem Pires e Machado (2012, p.172), a mídia chegou a atribuir a morte de um aluno de uma escola localizada na cidade de São Paulo no ano de 2006 à formação de uma substância tóxica resultante da reação entre um tipo de refrigerante gaseificado e uma bala de menta. Mesmo que posteriormente essa 64 informação tenha sido esclarecida pelos próprios meios que a divulgaram, pôde-se observar que permaneceu o medo, o mito de uma reação fatal, as lembranças exageradamente valorizadas, considerando sempre as imagens divulgadas quando se mistura refrigerante e bala de menta. Para a elaboração do texto coletivo a professora explicou que, ao abrirmos a garrafa, diminuímos a pressão e observamos algumas bolhas de gás. Mas, ainda fica muito gás dissolvido. Por que o gás não sai completamente se agora a pressão na garrafa é a atmosférica? O gás carbônico está formando uma solução supersaturada, ou seja, com mais soluto do que a solubilidade dele permite naquela pressão e temperatura. Na verdade, para se formar uma bolha de gás no interior do líquido é necessário afastar as moléculas de água que interagem fortemente umas com as outras. Em alguns locais, como na parede do copo, isto é facilitado. Pontos que facilitam a formação de bolhas são chamados sítios de nucleação. Ao colocarmos algo dentro do refrigerante, fornecemos um "empurrão" que a solução supersaturada requer para liberar o gás. Na superfície de cada cristal de açúcar ou grão de areia as bolhas poderão se formar muito mais facilmente e vemos a espuma se formando. De acordo com a descrição da atividade “O gás do refrigerante”, disponível no site Ponto Ciência (www.pontociencia.org.br), este é o segredo das famosas "fontes de refrigerante" que usam uma garrafa de refrigerante e uma bala do tipo Mentos®. A superfície rugosa da bala é perfeita para formar as bolhas e por serem pesadas, vão para o fundo. As bolhas formadas empurram o líquido para cima. Não há nenhuma reação Química acontecendo, apenas o gás que estava dissolvido que consegue sair todo de uma vez. Portanto, a mistura do refrigerante com bala não resulta em uma transformação Química; ocorre, então, um fenômeno físico. O grupo 03 associou, após a discussão em grupo e com a professora, a ocorrência de fenômenos físicos em todos os experimentos relacionados à adição de sólidos ao refrigerante, desvinculando a ideia de ocorrência de reação Química especialmente na adição da bala de menta, conforme quadro 7. 65 Sólidos Areia Sal Açúcar Bala Conclusões Uma parte da areia se dissolve na coca, e o resto se deposita no fundo do copo. No começo uma parte fica dissolvida na coca, depois de alguns minutos o sal fica totalmente no fundo. Uma parte do açúcar se dissolve na coca e o resto no fundo do copo. A bala força a saída do gás do refrigerante, empurrando o líquido para ocorrer a saída de gás. Quadro 7 - Conclusões do grupo 03 Fonte: Próprio autor Entretanto percebemos que apenas o grupo 08 não associou o experimento da adição da bala de menta ao refrigerante a um fenômeno físico mesmo após a intervenção da professora e discussão das observações dos grupos, conforme quadro 8, mantendo as mesmas ideias propostas em suas hipóteses. Sólidos Areia Sal Hipóteses Areia para o fundo Areia foi para o fundo e deixou o refrigerante marrom com espuma Dissolvido no Dissolvido refrigerante refrigerante Fez uma Dissolveu. pequena explosão “insignificável” e o sal foi para o fundo. Conclusões Açúcar Bala no Acontecerá uma explosão Pequena explosão Quadro 8 - Hipóteses e conclusões do grupo 08 Fonte: Próprio autor Tal fato pode ser justificado pela valorização do nível macroscópico já que visualmente, de fato, ocorre uma explosão embora a saída de gás carbônico não seja ocasionada por uma reação Química. Pires e Machado (2012) também relataram as dificuldades que os estudantes do 3°ano do Ensino Médio envolvidos em sua pesquisa apresentaram e afirmaram que, mesmo com as discussões ocasionadas pelo experimento da bala de menta com o refrigerante, os alunos ainda apresentavam dúvidas acerca da interpretação do fenômeno físico envolvido nesse experimento, afirmando que: 66 pode-se até despertar os alunos para o desenvolvimento de criticidade na perspectiva de avaliar informações prestadas por diferentes mídias com relação a fenômenos e/ou produtos químicos, mas a não compreensão do valor técnico-científico do conhecimento corrobora com uma lógica perversa exercitada pelas práticas conteudistas, que mantêm os indivíduos reprodutores acríticos. (PIRES; MACHADO, 2012, p.173) 3ª parte: Com agitação A partir da análise das hipóteses de todos os grupos, conforme apêndice 4 e esquematizada também na figura 16, percebemos que todos os grupos associaram a agitação com a formação de bolhas e saída do CO2 . Acreditamos que o levantamento de hipóteses e discussão do experimento da garrafa aberta e da adição de sólidos trouxeram subsídios para relacionar o fenômeno da agitação com a saída de gás carbônico da garrafa. Figura 16: Hipóteses (2º experimento: agitação) Fonte: Próprio autor Percebemos, analisando as hipóteses e conclusões do grupo 4, por exemplo, que houve nas conclusões a verificação da saída de gás carbônico, corroborando com as hipóteses levantadas pelo grupo, conforme quadro 9. Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de CO2. 67 Conclusões O CO2 sai mais facilmente pois dá espaço para a saída do ar. Quadro 9 - Hipóteses e Conclusões do grupo 04 Fonte: Próprio autor 7.2.3 - 3° experimento com comprimido efervescente A partir da análise das hipóteses todos os grupos, conforme apêndice 4 e esquematizada também na figura 17, podemos perceber que todos os grupos obtiveram as informações a respeito da composição Química do comprimido a partir da análise dos rótulos, havendo divergência apenas em relação ao sabor do antiácido. O grupo 5, por exemplo, citou o bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico e ácido cítrico como principais componentes do comprimido efervescente. Já o grupo 6, acrescentou a presença de aspartano aos componentes do comprimido utilizado no experimento. Observamos que os alunos associaram a adição do comprimido efervescente à formação de bolhas. Entretanto, percebemos que os alunos não articularam a liberação de gás nesse processo com a formação de CO2 a partir de uma reação Química. Tal fato só foi constatado a partir da intervenção da professora durante a elaboração do texto coletivo. 68 Figura 17: Hipóteses (2º experimento: Comprimido efervescente) Fonte: Próprio autor O grupo 06, por exemplo, anotou em suas hipóteses a formação de bolhas após a adição do comprimido efervescente à água. Entretanto, não relacionou tal fato à formação de gás carbônico a partir de uma reação Química, de acordo com o quadro 10. Questão Hipóteses O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Espumação, formando bolhas. Quadro 10 - Hipóteses do grupo 06 Fonte: Próprio autor Para a elaboração do texto coletivo, indicado na figura 18, a professora explicou a reação Química que ocorre entre o comprido e a água produzindo gás carbônico que pode ser representada pelas equações: NaHCO3 (aq) + ácido cítrico (aq) → citrato de sódio (aq) + H2CO3 (aq) H2CO3(aq) ⇄ CO2(g) + H2O(l) 69 Figura 18: Texto coletivo (3º experimento: Comprimido efervescente) Fonte: Próprio autor Ressaltamos que a escolha de omitir as fórmulas do ácido cítrico e citrato de sódio foi pautada na consideração de que estudantes do 9°ano ainda não foram apresentados aos compostos orgânicos e que a exposição das estruturas não era relevante para o propósito desta atividade. Ainda sob esta consideração, o conceito de equilíbrio químico também não foi abordado de forma detalhada. A professora mencionou apenas a ocorrência de uma reação reversível caracterizada pela seta ⇄, dependendo das condições do sistema. Este experimento foi realizado, pois diferentemente dos anteriores - ocorrência de um fenômeno físico – buscou-se a observação de um fenômeno químico, instigando nos alunos o questionamento acerca da formação de gás e a produção do mesmo no processo, valorizando a análise mais aprofundada e não apenas macroscópica para a constatação de uma reação Química e não de uma mistura. Assim, percebemos na análise das conclusões dos grupos a incorporação da ideia de formação de gás a partir de uma reação Química, exemplificado pelo quadro 11 que aborda as anotações do grupo 06 acerca das conclusões deste experimento. Questão Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Forma bolhas e o sonrisal dissolve. Acontece porque o bicarbonato 70 de sódio com o ácido resulta de CO2. Quadro 11 - Conclusões do grupo 06 Fonte: Próprio autor Dessa forma, os resultados vão ao encontro das constatações de Pires e Machado (2012, p.170) ao alegarem que os alunos do 3°ano do Ensino Médio não conseguiram “ultrapassar sozinhos a fronteira entre os níveis macro e micro”. Consideramos analogamente que os alunos do 9°ano participantes desta pesquisa também não estariam aptos para a transposição entre os níveis macroscópico e microscópico, mas acreditamos que estabelecer relações entre estes níveis é essencial para o entendimento de conceitos básicos de Química também no Ensino Fundamental. 7.2.4 Atividade de fechamento Como nosso objetivo consiste em identificar as evidências de aprendizagem dos conceitos de reação e misturas foi necessário realizar um conjunto de atividades das quais discutimos até então. Priorizamos também na última etapa promover um espaço de discussão com os alunos e a professora e entre os grupos a fim de identificar e analisar as evidências de aprendizagem considerando-se todas as etapas do processo. Para tanto, selecionamos uma atividade intitulada: “Tudo que queima some?” extraída do site http://www.labvirt.fe.usp.br/, descrita no capítulo 5. Da análise, conforme apêndice 5 e figura 19, é possível afirmar que todos os grupos conseguiram associar o fenômeno de combustão à ocorrência de reação Química. Acreditamos que os alunos relacionaram a formação de outras substâncias, incluindo o gás carbônico que foi amplamente discutido nas atividades experimentais realizadas no encontro anterior, à ocorrência de uma reação Química. 71 Figura 19: Hipóteses (Tudo que queima some?) Fonte: Próprio autor Percebemos que as conclusões dos grupos corroboram as hipóteses propostas pelos alunos. O grupo 7, por exemplo, admite que o papel não desaparece mas se transforma em cinzas, conforme quadro 12. 72 LAB Virt Tudo que queima some? Grupo 07 Se não concordam... Conclusões O papel ao invés de O papel se transforma em um novo desaparecer sobra suas composto ao ser queimado ele dá origem a cinzas, que é o papel novas substâncias. queimado. Grupo 08 Após o processo de Ao queimarmos qualquer substância, queima, o papel se obtemos uma reação Química, pois a transforma em fuligem. matéria em questão é transformada e obtemos gases. "Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma" Lavoisier Grupo 09 Pois mesmo que o "Nada se perde, nada se cria, tudo se quando o papel é transforma". Aconteceu uma reação queimado, não dá para Química, pois o papel mudou de forma. ver, dá a impressão que desapareceu mas mesmo assim as partículas ficam no ar. Quadro 12 - Conclusões da atividade de fechamento Fonte: Próprio autor Destacamos, também no quadro 12 que dois grupos mencionaram as ideias de Lavoisier sobre a transformação da matéria, princípio básico das reações Químicas, alegando que: Não, porque nada se perde, tudo se transforma. Nada se perde, se transforma. O papel sofre uma reação Química, formando fumaça e cinzas. A simulação foi escolhida para finalizar justamente com essa consideração, conforme figura 20, para provocar a motivação dos alunos que mencionaram a satisfação em ter finalmente entendido o princípio da ocorrência de uma reação Química a partir da compreensão da transformação da matéria. 73 Figura 20: Simulação “Tudo que queima some?” Fonte: LabVirt Acreditamos que a representação das moléculas, indicada na figura 21, após a discussão das hipóteses foi importante para a consolidação da associação do nível macroscópico com o nível microscópio, bem como a atividade proposta ao final, representada na figura 22, assegurando o entendimento da reação de combustão e a representação através da equação Química. 74 Figura 21: Representação submicroscópicas da simulação “Tudo que queima some?” Fonte: LabVirt Figura 22: Atividade da simulação “Tudo que queima some?” Fonte: LabVirt Finalmente, constatamos que a escolha da atividade de fechamento foi necessária para completar a construção da cadeia de evidências de aprendizagem que será discutida no capítulo 8. Ressaltamos que esta atividade foi selecionada após a 75 análise dos dados obtidos na etapa de experimentação investigativa, já que identificamos, mesmo após as discussões em grupo e intervenção da professora, que alguns alunos ainda se mostravam inseguros para relacionar a ocorrência de uma reação Química ou mistura. Dessa forma, a simulação foi essencial para garantirmos que os estudantes tivessem, de fato, associado a ocorrência de um fenômeno químico à formação de novas substâncias, valorizando não apenas os aspectos macroscópicos observados. 76 8 - CONSIDERAÇÕES FINAIS Para a elaboração das cadeias de evidências de aprendizagem, fizemos a análise das categorias destacando os significados relacionados a cada signo de forma a conseguir estabelecer um entrelaçamento entre os resultados de todos os grupos. A figura 23 refere-se à análise das categorias e dos significados identificados pelo grupo 5, para exemplificar a rede sistêmica criada, que possibilitou a elaboração das cadeias de evidências de aprendizagem, objetivo desta pesquisa. 77 Figura 23 - Rede sistêmica Grupo 05 Fonte: Próprio autor 78 Retomando então a ferramenta de análise dos dados para nos ajudar a identificar as evidências de aprendizagem elaboramos redes sistêmicas para cada grupo considerando todas as etapas, conforme apêndice 6 e quadro 13 e estabelecemos as seguintes relações: - evidências de aprendizagem em cada uma das etapas, - elaboração de cadeias de evidências de aprendizagem, - conclusões, - contribuições teóricas e práticas da pesquisa. Grupo 1 Cadeias de evidências de aprendizagem Bebida gaseificada – composição do refrigerante – adição de gás – não há reação Química na adição dos sólidos – há reação Química na adição do comprimido – combustão. 2 Refrigerante – composição – adição de gás – não há reação com a adição de sólidos – formação de bolhas com a adição do comprimido – combustão não é fenômeno físico. 3 Refrigerante – composição – carbonizador – não há reação com a adição de sólidos – liberação de gás com a adição do comprimido – combustão é reação Química. 4 Bebida gaseificada – composição – adição de gás – o gás é “empurrado” pela adição de sólidos – acontece reação Química com a adição do comprimido – houve reação Química na queima do papel. 5 Bebida gaseificada – composição – carbonizador – formação de bolhas com a adição de sólidos – reação Química com a adição do comprimido – reação Química na combustão. 6 Refrigerante – composição – adição de gás – não há reação (explosão) com a adição de sólidos - reação que libera gás com a adição do comprimido – combustão é transformação Química. 7 Bebida gaseificada – composição – carbonizador – a adição de sólidos causa “empurrão” no gás – houve reação Química com a adição do comprimido – transformação de papel em novo composto. 8 Refrigerante – composição – adição de gás – não há reação Química com 79 a adição de sólidos – formação de gás com a adição de comprimido – combustão é reação Química. 9 Bebida gaseificada – composição – adição de gás – explosão com a adição da bala – houve reação Química com a adição do comprimido – queima do papel é reação Química. Quadro 13 - Cadeias de evidências de aprendizagem por grupo Fonte: Próprio autor A partir da análise do quadro 13 percebemos que todos os grupos identificaram a necessidade de investigar a composição do refrigerante para a resolução do Estudo de Caso, já que levantaram a hipótese de que alguns componentes desta bebida gaseificada seriam prejudiciais à saúde humana. Destacamos nesse momento que caso haja interesse por parte do(a) leitor(a) de realizar as atividades desenvolvidas nesta pesquisa, sugerimos que inicie com o Estudo de Caso por ter sido considerada importante estratégia de ensino para a identificação de conhecimentos prévios. Informações acerca dos ingredientes do refrigerante a partir da visita à indústria de bebidas FORS e da pesquisa em grupo foram igualmente relevantes. Como exemplo, a constatação da presença de gás carbônico, adicionado à bebida gelada, devido ao aumento da solubilidade de gases em baixas temperaturas, pois puderam associar a saída de gás carbônico com a diminuição da pressão ocasionado pela abertura da garrafa e agitação do líquido. Os experimentos, por sua vez, com abordagem investigativa foram imprescindíveis para a abordagem conceitual sobre reações e misturas. Correspondem a uma alternativa interessante para melhorar a aprendizagem (SUART; MARCONDES, 2009), consideram a participação dos alunos e o papel de investigação do professor no processo de ensino-aprendizagem. (PREDEBON; DEL PINO, 2009) Das análises, podemos citar, por exemplo, que todos os grupos identificaram a ocorrência de reação Química com a adição do comprimido efervescente à água. Acreditamos que esse fenômeno, já conhecido pelos alunos por sua ampla aplicação no ambiente familiar, tenha sido relacionado a uma reação Química, pois os estudantes associaram a formação de gás à obtenção de uma substância que não estava presente no 80 sistema, em contraponto ao refrigerante que já continha gás carbônico, adicionado na linha de produção. Também destacamos que a intervenção da professora ao orientar e conduzir a construção do conhecimento foi fundamental. Exemplo: a análise das hipóteses levantadas pelos grupos indicavam a ocorrência de uma reação Química a partir da adição de sólidos ao refrigerante. Percebemos que os alunos se surpreenderam durante a exposição da professora, após a realização do experimento, quando explicou que se tratava apenas de um fenômeno físico. Mesmo após a discussão e elaboração do texto coletivo, o grupo 8 (conforme apêndice 2) afirmou em suas considerações finais que a adição da bala de menta poderia ser considerada uma explosão, ou seja, uma reação Química. Isso pode ser justificado, de acordo com Pires e Machado (2012), com a divulgação da experiência da adição da bala de menta ao refrigerante pela mídia. A atividade de fechamento, somada às outras, favoreceu o entendimento sobre a ocorrência de reação Química e transformação da matéria. A simulação da combustão permitiu que os estudantes identificassem a formação de novas substâncias como a diferenciação de fenômeno físico e químico. Destacamos que os alunos perceberam que nem sempre essa identificação é fácil de ser feita, visto que a análise macroscópica pode induzir a interpretações equivocadas, como o experimento da bala de menta. Por isso, a análise da composição Química do refrigerante foi essencial para as evidências observadas durante todo o processo. Portanto, acreditamos que o desenvolvimento de todas as atividades a partir da temática refrigerante foi necessário para identificarmos evidências de aprendizagem pelos alunos, ou seja, que uma reação Química envolve formação de novas substâncias em contraponto a uma mistura de componentes, proposta da questão de pesquisa desta dissertação. Cabe salientar também que ao longo de todas as atividades propostas – resolução do estudo de caso, visita a uma fábrica de refrigerantes, realização de experimentos investigativos e uso de recurso computacional (simulação) – os alunos mostraram-se bastante motivados. Entendemos assim como Pozo e Crespo (2009, p.40) que “sem motivação não há aprendizagem escolar”. Por isso, o desenvolvimento de atividades diferenciadas pelo professor, com metodologias de ensino inovadoras/ativas, tem grande potencial ao favorecimento da capacidade argumentativa dos jovens minimizando, consequentemente, a prática da memorização. 81 Buscamos valorizar, em todos os momentos, as hipóteses dos alunos diante das atividades desenvolvidas já que têm conhecimentos prévios. Nesse sentido, cabe ao professor saber explorar e considerá-las no processo ensino-aprendizagem, mas também: - Articular os conceitos específicos com o contexto do estudante. Segundo Giacomini (2006) a ausência deste vínculo gera a apatia e o distanciamento entre os alunos e o professor, repercutindo em uma baixa qualidade de ensino; - Abordar os conteúdos na tentativa de superação do modelo de ensino convencional, pois à medida que o professor começa a valorizar e incentivar a participação do estudante em suas aulas, o seu envolvimento passa a ser maior; - Usar recursos didáticos alternativos; - Atentar-se à relação com o estudante, pois pode afetar drasticamente a motivação e modificar metas. Em suma, esta pesquisa sugere que há um longo caminho a ser percorrido no ensino da Química para o 9°ano do Ensino Fundamental. Julgamos que seja necessária uma reformulação estrutural da disciplina de Ciências nesta série, priorizando o aprofundamento em conceitos básicos para a Química, como a identificação de ocorrência de reação Química e misturas e não apenas a apresentação superficial de conteúdos diversos. Para tal, apontamos a necessidade de maior carga horária para o ensino das Ciências da Natureza no Ensino Fundamental. Consideramos que a metodologia de pesquisa permitiu que a pesquisadora/professora analisasse mais do que as evidências de aprendizagem proposta na questão de pesquisa e objetivos desta dissertação. Foi possível que a professora avaliasse a sua própria prática a partir de um processo crítico reflexivo, culminando na reformulação das atividades propostas e reconsideração das estratégias de ensino utilizadas pela professora até então. Finalmente acreditamos que as estratégias de ensino utilizadas nesta pesquisa podem ser adequadas a outras disciplinas assim como a abordagem de conteúdos interdisciplinar que visa construir um conhecimento integrado, levando em conta que, em função da complexidade da sociedade atual, as ações humanas repercutem umas em relação às outras. Algumas dificuldades identificadas pela pesquisadora ao longo desta pesquisa podem ser citadas como: elaborar, desenvolver e analisar as atividades propostas, 82 cumprir os créditos disciplinares obrigatórios do mestrado e, paralelamente, ministrar 50 aulas semanais na rede Estadual e Particular de Ensino. Ainda assim, acredito na valorização do profissional da educação e creio que o desenvolvimento de estratégias educacionais alternativas seja importante para a formação do aluno. Se a educação é para todos que seja de qualidade e que os professores invistam sempre em sua qualificação e nunca deixem de amar a profissão, afinal, "a principal meta da educação é criar homens que sejam capazes de fazer coisas novas, não simplesmente repetir o que outras gerações já fizeram. Homens que sejam criadores, inventores, descobridores. A segunda meta da educação é formar mentes que estejam em condições de criticar, verificar e não aceitar tudo que a elas se prop e”. (Jean Piaget, 1982, p.246) 83 Referências Bibliográficas: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS INDÚSTRIAS DE REFRIGERANTES E DE BEBIDAS NÃO ALCOÓLICAS - ABIR. Timeline da indústria de refrigerantes. Disponível em: <http://abir.org.br/2011/01/12/timeline-daindustria-de-refrigerantes-2/>. Acesso em: nov. 2013. BALDISSERA, A. Pesquisa-ação: uma metodologia do “conhecer” e do “agir” coletivo. Sociedade em Debate, Pelotas, n.7, v.2, p. 5-25, 2011. BLISS, J.; MONK, M.; OGBORN, J. Qualitative data analysis for educational research: a guide of systemic network. London: Croom Helm, 1983. BOURSCHEIDT, L. Pesquisa-ação: uma alternativa para a pesquisa em educação musical no Brasil. In: CONGRESSO DA ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO EM MÚSICA, XVII, 2007. São Paulo. Anais. Disponível em: <http://www.anppom.com.br/anais/anaiscongresso_anppom_2007/educacao_musical/ed mus_LBoursheidt.pdf>.Acesso em: jun. 2014 BRASIL. Decreto nº 6.871, de 4 de junho de 2009. 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Voc está sendo convidado para participar da pesquisa: “Estudo da temática refrigerantes numa situação de ensino: evid ncias de aprendizagem”. 2. Você foi selecionado para cooperação desta pesquisa por ser aluno do 9˚ ano do ensino fundamental do Colégio COC Franca e sua participação não é obrigatória. 3. Justificativa: Sabemos que o ensino de Ciências do nono ano é marcado pela disciplinaridade e por um excesso de conteúdos de Química e Física que prejudica e dificulta a contextualização e a abordagem mais profunda. Neste contexto, buscamos contribuir com uma proposta de ensino alternativa que amenize estes problemas e atribua um sentido diferente a esta fase do ensino, que não seja unicamente a preparação para o ensino médio. Consideramos essencial a compreensão de conceitos químicos fundamentais, como a diferença entre mistura e reação Química. Entretanto, acreditamos que a simples transmissão de informações não é suficiente para o bom entendimento desses conceitos. Portanto, entendemos que o uso de ferramentas complementares pode ser útil para a construção de conhecimento nessa área. Por isso, a escolha de ferramentas, nesta pesquisa, de estudo de caso e experimentação investigativa sob a temática refrigerantes. 4. Esta pesquisa busca identificar as evidências de aprendizagem a partir do estudo da temática refrigerantes numa situação de ensino. Baseada numa abordagem de ensino de ciências contextual e investigativa pretendemos oferecer condições aos alunos do nono ano do ensino fundamental da escola investigada de participarem ativamente de todas as etapas do processo e desenvolverem o conhecimento espontâneo em direção ao conhecimento abstrato sobre a diferenciação entre misturas e reações Químicas. 5. Os objetivos deste estudo consistem em: - desenvolver uma situação de ensino sobre refrigerantes a partir da perspectiva de estudo de caso e investigação; - identificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema; - executar a atividade junto aos alunos; - analisar as evidências de aprendizagem identificadas pela participação ativa dos alunos à luz de referenciais teóricos. 6. Sua participação nesta pesquisa consistirá em realizar atividades de ensino, fora do horário de sala de aula, que estão divididas em duas etapas: propor soluções ao estudo de caso sobre a temática refrigerantes e realizar experimentos investigativos sobre o tema. 88 7. Benefícios: Acreditamos que o processo ensino-aprendizagem pode ser otimizado utilizando uma temática que esteja de acordo com o cotidiano dos alunos, tornado-se um fator motivacional, facilitando o processo. Além disso, a construção do conhecimento é mais significativa a partir do momento que priorizamos mecanismo alternativos (como o estudo de caso e as experiências Químicas) em relação à simples transição de informações e memorização. 8. Riscos: As atividades serão filmadas (vídeo) e gravadas (áudio), preservando a integridade física e psicológica dos estudantes e sigilo total das imagens e gravações. Os riscos da pesquisa que podem ocorrer estão vinculados ao uso desses equipamentos. Acreditamos que possa haver algum tipo de constrangimento por parte dos alunos pelo uso desses equipamentos ou ainda, durante os momentos em que os alunos apresentarão as atividades realizadas. Avaliaremos e revisaremos de modo permanente os procedimentos de pesquisa de modo à minimizar os efeitos adversos. Para tal, manteremos em sigilo as imagens e os áudios realizados durante as atividades. 9. A pesquisa será orientada, a todo momento, pela professora Dra. Dulcimeire Ap. Volante Zanon, docente na Universidade Federal de São Carlos, no departamento de Metodologia de Ensino, e realizada pela pós graduanda Juliana Romero de Mendonça, discente do Mestrado Profissional em Educação nesta mesma Universidade. 10. A professora de Química das turmas dos 9˚s ano é também a pesquisadora que dará todas as orientações em sala de aula, analisará os resultados obtidos da pesquisa e, ao final, o produto final será apresentado aos alunos bem como ao grupo gestor da escola. 11. Caso o estudante voluntário, ou seu responsável legal, queira entrar em contato com a pesquisadora, poderá comunicar-se pelo e-mail [email protected] ou pelo telefone (16) 3402-7540 ou com a orientadora responsável, Profa. Dulcimeire Ap. Volante Zanon, pelo [email protected] ou pelo telefone (16) 3351-8373. 12. Fica claro que como voluntários desta pesquisa e, ciente de que todas as informações prestadas tornaram-se confidenciais, guardadas por lei e por força de sigilo profissional, será mantido o anonimato dos alunos voluntários em todas as etapas da pesquisa, incluindo a publicação dos resultados. 13. A qualquer momento você pode desistir de participar e retirar seu consentimento sem que haja prejuízo em sua média bimestral ou qualquer tipo de distinção em detrimento dos outros alunos participantes da pesquisa. 14. Sua participação nesta pesquisa não acarretará nenhuma despesa. 15. Você receberá uma cópia deste termo onde consta o telefone e o endereço do pesquisador principal, podendo tirar suas dúvidas sobre o projeto e sua participação, agora ou a qualquer momento. _______________________________ _______________________ 89 Mestranda: Juliana Romero de Mendonça Profa. Dra. Dulcimeire Ap. V. Zanon Rua: Antônio Alves Taveira, 1725 CEP: 14409-123 Universidade Federal de São Carlos Departamento de Metodologia de Ensino Pelo presente instrumento, eu __________________________________________________________, portadora do RG ______________________, após leitura minuciosa das informações neste TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO, devidamente explicado pela pesquisadora em seus mínimos detalhes, ciente do propósito da pesquisa, não restando quaisquer dúvidas a respeito do lido e explicado, firmo meu CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO concordando com a participação de meu filho(a) ou dependente legal de nome __________________________________ para a participação da pesquisa proposta. Por estar de acordo assino o presente termo. Franca, ___ de _____________de 2014. Nome por extenso do responsável ___________________________________________________ Assinatura : __________________________________________ 90 APÊNDICE 2 Termo de Assentimento aos alunos Voc está sendo convidado para participar da pesquisa: “Estudo da temática refrigerante numa situação de ensino: evid ncias de aprendizagem” por ser aluno do 9˚ ano do ensino fundamental do Colégio COC Franca. Sua participação não é obrigatória. Caso aceite nosso convite, sua participação consistirá em realizar atividades, fora do horário de sala de aula, como propor soluções a um estudo de caso sobre a temática refrigerante e executar experimentos. As atividades serão filmadas (vídeo) e gravadas (áudio), mas manteremos em sigilo as imagens e gravações bem como o anonimato dos alunos. Caso sinta-se constrangido pelo uso desses equipamentos ou ainda, durante os momentos em que apresentar as atividades realizadas, iremos avaliar nossa conduta e reconduzir os procedimentos de pesquisa de modo a minimizar quaisquer desconfortos. A professora de Química das turmas dos nonos anos é também a pesquisadora que dará todas as orientações em sala de aula, analisará os resultados obtidos da pesquisa e, ao final, o produto final será apresentado aos alunos bem como ao grupo gestor da escola. A qualquer momento você pode desistir de participar e retirar seu consentimento sem que haja prejuízo em sua média bimestral ou qualquer tipo de distinção em detrimento dos outros alunos participantes da pesquisa. Além disso, sua participação não acarretará nenhuma despesa. Eu,___________________________________________, portador do RG ____________, após leitura minuciosa das informações acima concordo em participar da referida pesquisa. Franca, ____ de _________________ de 2014. _____________________________________________ Assinatura do Participante 91 APÊNDICE 3 Guia para a resolução do Estudo de Caso “O segredo do Refrigerante” Após a leitura do caso, um dos membros do grupo deve se responsabilizar por coordenar e fazer as anotações de cada um dos itens abaixo. 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. b) O que nós sabemos sobre o caso? O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? 2a ETAPA: a) Produzir um “diário do caso”: especificar com detalhes todas as etapas percorridas até a sua resolução: visita à FORS, materiais impressos de revistas de divulgação científica/ou jornais, entrevista com especialista e outros. Anexar as fontes que serviram de referência durante a investigação do caso e impressões sobre a realização da atividade. O material coletado deverá ser organizado numa pasta e apresentado no dia da discussão coletiva. b) Produzir um material que demonstre o entendimento das conclusões pelo grupo: fazer uma apresentação oral de 20 minutos argumentando a favor da resolução escolhida para o caso. 92 Grupo 1: Ana Laura, Lara, Murilo, Lucas, Leonardo 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. - Para se refrescarem de intenso calor desse verão, ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. - Lúcia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada, pois havia lido uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. - Os irmãos, por sua vez, não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida, já que esta bebida é refrescante e saborosa. b) O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? - Devido ao calor intenso, os garotos - A composição do refrigerante. passaram a ingerir uma quantidade - Quais são os malefícios causados maior de refrigerante. pelo consumo excessivo de - A mãe dos meninos não conseguiu refrigerante. convencê-los de que o consumo excessivo de refrigerantes pode fazer mal à saúde devido à falta de argumentos. Composição do refrigerante: corante, caramelo IV, água gaseificada, açúcar, sal. Malefícios: aumento de peso, pode causar osteoporose, desgaste dentário. O que nós sabemos sobre o caso? Grupo 02: Isabella, Luana, Gabriela, Maria Júlia, Ana Carolina 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. - Entretanto, a mãe dos garotos, Lúcia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada, pois havia lido uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. - Lúcia não conseguiu apresentar argumentos suficientes sobre a composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo 93 b) O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? Nós sabemos que o refrigerante Nós precisamos saber sobre várias possui: outras substâncias presentes no - corante; refrigerante. - cafeína; Precisamos saber qual substância - açúcar; causa osteoporose. - água gaseificada; Precisamos saber mais doenças que - energético; são causadas pelo consumo excessivo Alguns refrigerantes contêm do refrigerante. substâncias cancerígenas por conta da presença de caramelo quatro; - O consumo excessivo do refrigerante pode causar enfraquecimento dos ossos e pode causar osteoporose; - Escurecimento dos dentes por conta do corante; - Pode causar gastrite por conta do ácido; - Pode causar diabetes por conta do açúcar. O que nós sabemos sobre o caso? Grupo 03: Gabriel, Thaís Helena, Yan e Eduarda. 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. - Evitavam ficar expostos ao sol logo após o almoço. - Ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. - Lúcia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada. - Uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. - Não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida, já que esta bebida é refrescante e saborosa. - A composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo a fim de convencê-los. b) 94 O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? - gás carbônico - malefícios (quais, que doenças pode - corante caramelo (substância dar) cancerígena) - produtos químicos - açúcar (24x a colher de sopa) - benefícios - cafeína - ingredientes - sódio - composição - cola (extrato) - receita - água - propriedades - o caso da Lúcia (descobrir malefícios e substâncias refrigerante) - câncer, gastrite, danifica o esmalte do dente, diabetes O que nós sabemos sobre o caso? Grupo 04: Matheus, Bernardo, Carlos Eduardo, Maycon, Vinícius Araújo 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. “ ngeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes.” “A mãe dos garotos, L cia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada” “Grande consumo de refrigerante traz malefícios sa de” “ ão aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida” “L cia não conseguiu apresentar argumentos suficientes sobre a composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo” “Missão de ajudar a L cia a resolver esse problema.” “Apresente argumentos que justifiquem sua explicação.” b) O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? O que nós sabemos sobre o caso? 95 Sabemos que ingerir refrigerante em excesso causa diversos problemas à saúde, como: diabetes, obesidade por causa do açúcar, problemas de calcificação dos ossos com produtos colocados do líquido. Conservante, corante, xarope e outros mais colocados no refrigerante, também causam males à nossa saúde, cafeína e o gás carbônico (CO2) Precisamos de exemplos, como pessoas que estavam ou estão doentes pelo consumo excessivo de refrigerantes. Grupo 5: Pedro Henrique, Túlio, Eduardo, Caio Ribeiro, Vítor, Antônio Y. 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. Pedro e Rodrigo foram viajar para o Rio de Janeiro, onde a temperatura ultrapassou 40°C no mês de dezembro. Para se refrescarem do intenso calor desse verão, ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. A mãe dos garotos, Lúcia, insistia para que evitassem essa bebida gaseificada, pois havia lido uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. (...)os perigos causados pelo seu consumo excessivo a fim de convencê-los. b) O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? Composição do refrigerante Mais malefícios a saúde Abuso nas taxas Higiene da fábrica Transporte apropriado Esterilização do revendedor O que nós sabemos sobre o caso? Diabetes – açúcar Desgaste dos ossos Retirada do esmalte Cárie Cafeína Caramelo Corante Cloreto de sódio Obesidade Aromatizante Água gaseificada Xarope 96 Colesterol Grupo 06: Ana Júlia, Lia, Júlia, Débora, Laís, Évelin 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. Temperatura aumentou (40°C) Precisam se refrescar num imenso calor Ingeriram grande quantidade de refrigerante Lúcia pede para eles evitarem bebida gaseificada Grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde Bebida é refrescante e saborosa b) O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? - Grande quantidade de sódio, açúcar e * As composições Químicas gases. * Os malefícios - Uso excessivo de corantes, * O porquê dos problemas causados à conservantes, aromatizantes. saúde. - Podem causar úlceras e outros sérios problemas de estômago. - Pessoas morrem por causa do grande consumo de refrigerante. O que nós sabemos sobre o caso? Grupo 07: Marco Antônio, Vinícius Baldo, João Guilherme, João Vítor, Vinícius Fernandes 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. Os garotos de 14 anos Temperatura passou 40°C Para se refrescarem do intenso calor desse verão, ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. Bebida gaseificada Grande consumo de refrigerantes traz malefícios à saúde 97 Não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida A composição do refrigerante e os perigos causados pelo seu consumo excessivo b) O que nós sabemos sobre o caso? Na composição do guaraná há frua guaraná Quanto maior o tempo (de vida) ingerindo refrigerante, piores serão as consequências Na composição do refrigerante há a cafeína, o que deixa a pessoa agitada O corante caramelo IV composto no refrigerante, é extremamente prejudicial à saúde humana Uma lata de refrigerante equivale a uma lata de açúcar (350 mL) O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? Como é o processo de fabricação do refrigerante Qual a sua composição Os prós e os contra na saúde Sua temperatura ideal Grupo 08: Geraldo, Pietra, Octávio, Marina, Rafaella 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. Pedro e Rodrigo tem 14 anos, para se refrescarem do intenso calor desse verão, ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. A mãe dos garotos insistia para que evitassem essa bebida gaseificada, pois havia lido uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. Os irmãos não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida, já que esta bebida é refrescante e saborosa. Sua mãe não conseguiu apresentar argumentos suficientes sobre a composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo b) 98 O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? O que nós sabemos sobre o caso? Malefícios/composição: - refrigerante tem propriedades cancerígenas - contém muita cafeína - corrói os ossos - causa celulite - alto índice de sódio - alto índice de açúcar - contém água, gás e corante Composição Química do refrigerante Doenças Processo de produção Serve como desinfetante (verdade?) Proporciona uma melhora ao passar mal? Benefícios - é saboroso - refrescante - deixa acordado por mais tempo - contém água Idade? Grupo 09: Maria Eduarda, Giovanna, Bruno, João Victor, Yago 1a ETAPA: a) Listar termos ou frases que pareçam ser importantes para a compreensão do que o caso aborda. - A temperatura ultrapassou 40°C. - Para se refrescarem do intenso calor desse verão, ingeriam maior quantidade de líquidos gelados, principalmente refrigerantes. - A mãe dos garotos insistia para que evitassem bebida gaseificada. - Lúcia havia lido uma reportagem que indicava que grande consumo de refrigerante traz malefícios à saúde. - Não aceitavam diminuir a quantidade de refrigerante ingerida. - Lúcia não conseguiu apresentar argumentos suficientes sobre a composição dos refrigerantes e os perigos causados pelo seu consumo excessivo a fim de convencê-los. b) 99 O que nós ainda precisamos saber para solucionar o caso? Que Pedro e Rodrigo queriam tomar O motivo do refrigerante fazer mal, refrigerante e mãe alou para eles não ainda mais no calor, as substâncias tomarem, pois fazia mal devido as presentes, o porquê de não tomar. substâncias do refrigerante que fazem mal a saúde mas eles não quiseram saber e tomaram pois a mãe não apresentou argumentos convincentes. Substâncias: carboidratos, sódio, cola, açúcar, corante, gorduras, gás, glúten, aromatizante. Malefícios: prejudica a saúde, engorda, pedra no rim (sódio), corrói o esôfago, faz mal aos ossos e dá câncer. O que nós sabemos sobre o caso? 100 APÊNDICE 4 Encaminhamento experimental Grupo 01: Octávio, Pietra, Geraldo, Marina, Rafaela 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa não substâncias presentes no colocado na garrafa foi completamente refrigerante? PET? preenchida com o liquido? Hipóteses CO2, cafeína, xarope, água, açúcar, caramelo IV, acidulante, INS 338, extrato de noz de cola, carbonatos e bicarbonatos. Através máquina. Conclusões Correto. É realizado através de Para aumentar a uma máquina pressão e conservar o carbonizadora e depois produto. adicionado xarope e depois mais CO2. de uma Pois é necessário um pouco de oxigênio para a preservação do refrigerante dentro da garrafa. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese Podemos observar que formará uma espuma devido a atrito do líquido com o copo. Conclusões Abertura da garrafa → diminuição da pressão → diminuição da solubilidade do gás carbônico = saída de CO2. 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal 101 Açúcar Bala Hipóteses Com o experimento (desenhos, escritas) Conclusões Haverá formação de bolhas e a areia ficará no fundo. Forma espuma e areia fica no fundo. Formará bolhas. Não houve reação Química. Os sólidos fornecem um empurrão para a liberação do CO2. A superfície porosa ajuda a formar bolhas. Não houve reação Química. Os sólidos fornecem um empurrão para a liberação do CO2. A superfície porosa ajuda a formar bolhas. Formará bolhas e Super Bolhas. se dissolverá. Forma bolhas e Forma espuma e Uma explosão. o sal fica o açúcar não é embaixo. diluído. Não houve reação Química. Os sólidos fornecem um empurrão para a liberação do CO2. A superfície porosa ajuda a formar bolhas. Não houve reação Química. Os sólidos fornecem um empurrão para a liberação do CO2. A superfície porosa ajuda a formar bolhas. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas. Conclusões A agitação faz com que o gás saia rapidamente. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, 1854 mg, carbonato de sódio, 400mg, ácido acetilsalicílico, 325mg, ácido cítrico 1413mg. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? 102 A queimação, que é causada pelo excesso de ácido no estômago, é corrigida pelo comprimido. Portanto, podemos chamá-lo de antiácido. 2ª parte: Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Serão formadas bolhas. Forma-se um gás, ao inserir o comprimido ocorrendo a formação de bolhas. Grupo 02: João Vitor Lamarca, João Guilherme, Vinícius Baldo, Arthur, Viníciu Fernandes. 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa substâncias presentes no colocado na garrafa não foi refrigerante? PET? completamente preenchida com o liquido? Hipóteses Água gaseificada, açúcar, extrato de noz de cola, cafeína, corante de caramelo IV, acidulante, aroma natural. Através de uma Pois é necessário um máquina de pouco de oxigênio embalagem a vácuo. para a preservação do refrigerante dentro da garrafa. Conclusões Componentes do rótulo. Primeiro junta a água e o gás em um aparelho chamado carbonizador. Depois insere uma dose extra de CO2 para conservar o líquido. Porque o CO2 escapa e iguala a pressão do líquido com o ar acima dele. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que 103 poderemos observar? Hipótese Aparecimento de bolhas e liberação de gás. Conclusões Há uma diminuição de pressão interna, diminuindo a solubilidade do gás carbônico: saída de CO2. 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal Açúcar Hipóteses A areia irá Irá ocorrer uma Irá diluir permanecer no fermentação e a refrigerante. fundo do copo. liberação de gás e irá dissolver. Bala no Irá ocorrer uma enorme fermentação, fazendo com que o refrigerante exploda. Parte do açúcar Os sólidos diluiu e parte fornecem um ficou no fundo. “empurrão” para Houve a liberação de aparecimento de CO2. A superfície espuma, bolhas e porosa ajuda a liberação de gás formar bolhas e o graças ao líquido sai. empurrão que os sólidos fornecem. Conclusões A areia permaneceu no fundo do copo graças a sua densidade e houve liberação de gases e a formação de bolhas. Parte do sal dilui no refrigerante e parte ficou no fundo, houve o aparecimento de bolhas e liberação de gás. Os sólidos auxiliam para a liberação de gás. OBS: Não houver reação Química. (Fenômeno físico) 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de gás carbônico com o agitamento e o gás carbônico sairá mais facilmente. Conclusões A agitação ajudará na movimentação do CO2, fazendo co que forma bolhas e consequentemente liberação das mesmas. 104 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Evita a queimação pelo excesso de ácido no estômago evitando a sensação de náusea. Conclusão: Porque os componentes reagem formando uma solução levemente alcalina diminuindo a acidez do estômago. É um fenômeno químico. 2ª parte: Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Irá começar a ferver e formar bolhas. Formando espumas também. Houve uma reação Química, transformando o bicarbonato de sódio + ácido cítrico em citrato de sódio + CO2, ou seja, houve liberação de gás, formação de espuma e bolhas. O comprimido ficou no fundo e logo depois subir para a superfície. A água mudou de cor. Grupo 03: Maria Júlia, Isabella, Gabriela, Ana Carolina, Luana 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa substâncias presentes no colocado na garrafa não foi refrigerante? PET? completamente preenchida com o liquido? Hipóteses Água gaseificada, açúcar, Através da água extrato de noz de cola, gaseificada. cafeína, corante de caramelo IV, acidulante, aroma natural. Componentes do rótulo. Primeiro com o carbonizador se adiciona CO2 à água. Adiciona-se o xarope. Conclusões 105 Porque precisa oxigênio O2. de Porque o CO2 “escapa” e iguala a pressão do líquido com o ar acima dele. Depois adiciona-se mais CO2. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese As bolinhas do gás sobem. Conclusões A pressão diminui e ocorre a saída de CO2. 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Hipóteses A areia irá se O sal vai ser Ele se diluirá com depositar no fundo diluir com o a água e o restante do copo. líquido. irá se depositar no fundo do copo. Uma parte da areia No começo uma Uma parte do se dissolve na parte fica açúcar se dissolve coca, e o resto se dissolvida na na coca e o resto deposita no fundo coca, depois de no fundo do copo. do copo. alguns minutos o sal fica totalmente no fundo. Conclusões Sal Açúcar Bala Irá causar uma explosão com o líquido. A bala força a saída do gás do refrigerante, empurrando o líquido para ocorrer a saída de gás. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese A saída de gás carbônico. Conclusões Com a saída do gás carbônico libera bolhas. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água 106 Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico, aspartano. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Corrige a queimação (excesso de ácido no estômago). Bicarbonato entra em contato com a água. 2ª parte: Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Ele vai ferver até se diluir inteiro e o copo com água terá bolhas do comprimido. Ao ferver até diluir com água terá bolhas por causa do comprimido diluído. Grupo 04: Pedro, Antônio, Túlio, Caio, Eduardo 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa não substâncias presentes no colocado na garrafa foi completamente refrigerante? PET? preenchida com o liquido? Hipóteses Água gaseificada, açúcar, extrato de noz de cola, cafeína, corante de caramelo IV, acidulante, aroma natural. Correto. Conclusões 107 Junto com gaseificada. a água Pois não haveria espaço para o gás. Através de um carbonizador, que coloca CO2 dentro da garrafa com pressão junto à água. Depois é adicionado xarope. Adiciona-se mais CO2. Pois deve haver espaço significativo para manter uma pressão com o CO2 através de um carbonizador. Pois o CO2 escapa e iguala a pressão do líquido com o ar acima dele. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese Ao colocar o refrigerante no copo com o gás presente no refrigerante sobe. Conclusões Com a garrafa aberta, diminuiu a pressão e o gás carbônico sai porque houve diminuição de solubilidade. 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal Açúcar Bala Hipóteses A areia fica embaixo. Não há reação Química apenas sairá bolha. O sal dissolve. Terá um efeito de Fica igual a areia. Fermentará dissolver. Fará “supitar”. (subirá um pouco de espuma) Conclusões Tivemos um aumento do volume de refrigerante, além da formação de bolhas. Teve o Teve o surgimento surgimento de de bolhas e subiu bolhas e subiu espuma. espuma. As bolhas que a bala forma vai para cima e a bala para baixo. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de CO2. Conclusões O CO2 sai mais facilmente pois dá espaço para a saída do ar. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 108 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Pois contém ácido, além das partículas da água reagir com os ácidos. 2ª parte: Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Com o contato de 2 partículas de hidrogênio e uma de oxigênio, os ácidos reagem efervescendo, tornado-o ácido. Houve uma reação Química pois houve formação de gases. Grupo 05: Lara, Leonardo, Murilo, Lucas e Ana Laura. 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa não substâncias presentes no colocado na garrafa foi completamente refrigerante? PET? preenchida com o liquido? Hipóteses Água gaseificada, açúcar, extrato de noz de cola, cafeína, corante de caramelo IV, acidulante, aroma natural. Está tudo certo. Componentes do rótulo. Conclusões Carbonizador. Porque sobre lugar para o gás. Através carbonizador. do Em 100mL escapa 100 moléculas de CO2, até a pressão se igualar. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese O gás fica em cima. 109 Abertura da garrafa → diminuição da pressão → diminuição da solubilidade do gás carbônico = saída de CO2. Conclusões 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal Hipóteses A areia vai descer até chegar ao fundo. A coca muda de cor e apesar de não ocorrer nenhuma reação Química, o gás vai para cima pois a areia força o líquido. Sairá muitas Ficará doce e sairá bolhas de gás. pequenas bolhas de gás. Não houve Não houve reação reação Química, Química, porém porém há saída há saída de gás. de gás. Conclusões Açúcar Bala Com a bala, ela vai explodir. Não houve reação Química, porém há saída de gás. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de CO2. Conclusões Com a agitação abre-se um espaço para a saída de CO2. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? 110 Porque ele muitas vezes é usado para tratar azias e má digestão e quando ele é adicionado a água ele se fermenta liberando CO2 que tem densidade menor do que a água. 2ª parte: Questão Hipóteses O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? O comprimido vai se fermentar quando adicionar água. Conclusões Houve reação Química pois ocorreu a formação de novos produtos. Grupo 06: Débora, Évelin, Laís, Júlia, Lia, Ana Júlia 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa substâncias presentes no colocado na garrafa não foi refrigerante? PET? completamente preenchida com o liquido? Hipóteses Açúcar, água gaseificada, noz de cola, cafeína, carbonatos e bicarbonatos, corante, acidulante, ácido fosfórico, conservantes. Conclusões Água gaseificada, noz de cola, açúcar, cafeína, corante de caramelo, acidulante, conservantes. Ao adicionar o xarope Porque já tem gás. já é adicionado junto a ele. Ele é colocado junto à água e depois adiciona xarope, onde adicionase mais uma dose de CO2 para conservar. Para ter a mesma pressão atmosférica que o ar pois o CO2 escapa. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese Ao abrir o refrigerante o CO2 escapa formando bolhas. Conclusões Ao abrir, diminui a pressão e o gás CO2 sai. 111 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Hipóteses A areia ficará no O sal, em parte, fundo. ficará no fundo e outra parte irá se dissolver havendo presença de bolhas. Forma bolhas e a Formou bolhas e areia ficou no o sal ficou no fundo. fundo. Conclusões Sal Açúcar Bala Se dissolverá e Haverá uma misturará com o reação Química, refrigerante. explodindo. Formou bolhas e Não explodiu ficou no fundo. porque a bala é porosa o que espuma o líquido para cima. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de gás carbônico. Conclusões O CO2 sai mais facilmente pois dá espaço para a saída. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, aspartano, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Porque ele possui bicarbonato de sódio que neutraliza a acidez do estômago. 2ª parte: 112 Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Espumação, formando bolhas. Forma bolhas e o sonrisal dissolve. Acontece porque o bicarbonato de sódio com o ácido resulta de CO2. Grupo 07: Yan, Thaís, Eduarda, Gabriel 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa não substâncias presentes no colocado na garrafa foi completamente refrigerante? PET? preenchida com o liquido? Hipóteses Água gaseificada, açúcar, extrato de cola, cafeína, corante caramelo IV, acidulante, aroma natural. A água já vem Para não vazar quanto gaseificada e é aberta por causa do adicionada por uma gás. das etapas de sua produção. Conclusões Água gaseificada, açúcar, extrato de cola, cafeína, corante caramelo IV, acidulante, aroma natural. Através de um carbonizador que junta com a água com CO2 para formar um novo ácido. Porque foi preciso espaço para o CO2 para a conservação do produto. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese Vamos observar eu após abrir a garrafa, parte do gás irá escapar. Quanto abrimos a garrafa, as bolhas de gás carbônico, vão subir até a superfície. Conclusões Diminuição da pressão interna e diminuição do gás carbônico (saída de CO2) 113 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Hipóteses Ficará no fundo, Se dissolverá, pois é mais denso pois são misturas que o refrigerante. homogêneas e os cristais vão para o fundo. A areia fica no Sal se dissolverá fundo (+ densa) e cristais ficarão no fundo. Conclusões Sal Açúcar Bala Se dissolverá, pois Vai criar uma são misturas reação com a coca homogêneas. e transbordará. Açúcar dissolverá (homogênea) se Quando a superfície porosa da bala entra em contato com o refri, ela impulsiona as bolhas de refrigerante para cima, de forma violenta. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de gás carbônico. Conclusões Quando abrimos a coca, o gás carbônico vai sair e vai transbordar também, mas menos.. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Porque quando estamos com queimação no estômago, o comprimido ajuda a neutralizar o ácido do estômago e aumentar o pH do estômago até neutralizar. 114 2ª parte: Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Quando colocamos na água, o sonrisal vai efervescer e ir liberando bolhas e sua composição e subirá até a superfície formando uma espuma fina. Liberação de gás; função dos componentes químicos formando novas substâncias. Grupo 08: João Victor Correa, Maria Eduarda, Guilherme, Giovana, Yago, Bruno. 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa não substâncias presentes no colocado na garrafa foi completamente refrigerante? PET? preenchida com o liquido? Hipóteses Açúcar, extrato de noz de cola, cafeína, corante caramelo IV, água gaseificada. Conclusões Componentes do rótulo. 1º: Por máquina 2º: máquina a vácuo, xarope junto com o gás. Água gaseificada. Carbonizador Adição de CO2 e H2O (carbonizador) adiciona o xarope, adiciona mais CO2. O2 para conservar. Espaço com gás. Não vazar o líquido por causa do O2. Porque o CO2 “escapa” e iguala a pressão do líquido com o ar acima dele. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese 1º: bolhas em cima 2º: a pressão interna faz o CO2 ser liberado 3º: forma espuma devido atrito com o copo 115 Conclusões Abertura da garrafa: diminuição da pressão, diminuição da solubilidade do gás carbônico, saída de CO2 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal Hipóteses Areia para o fundo Areia foi para o fundo e deixou o refrigerante marrom com espuma Dissolvido no Dissolvido refrigerante refrigerante Fez uma Dissolveu. pequena explosão “insignificável” e o sal foi para o fundo. Conclusões Açúcar Bala no Acontecerá uma explosão Pequena explosão 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de CO2. Conclusões A agitação força a saída do CO2. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Pois ele retira a acidez do nosso estômago. 2ª parte: Questão O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? 116 Hipóteses O comprimido dissolve na água, formando bolhas e deixando a água mais doce. Conclusões Liberou gases na água reagindo e o comprimido se dissolveu, então portanto há reação Química. Grupo 09: Matheus, Carlos Eduardo, Vinícius e Maycon 1° experimento: Garrafa fechada Questões Quais os componentes ou Como o gás foi Por que a garrafa substâncias presentes no colocado na garrafa não foi refrigerante? PET? completamente preenchida com o liquido? Hipóteses Água, açúcar, cafeína, acidulante, aromatizante, edulcorantes e conservantes. A partir de um Porque o gás ocupa um processo chamado certo espaço. carbonatação Conclusões Também é adicionado noz de cola e corante caramelo. A máquina é chamada O espaço é ocupado carbonizador. pelo ar atmosférico e pelo CO2 que escapa e iguala a pressão. 2° experimento: Garrafa aberta 1ª parte: Questão Ao colocarmos o refrigerante em cada um dos copos, o que poderemos observar? Hipótese A pressão interna força o CO2 ser liberado quando abrimos a garrafa. Conclusões Quando abrimos a garrafa a pressão interna diminui e o gás escapa. 2ª parte: E agora com a adição de sólidos (areia, sal, açúcar e bala de menta), o que poderemos observar ao adicionarmos cada um deles no copo? Sólidos Areia Sal Açúcar 117 Bala Hipóteses Conclusões A areia vai para o Sal se dissolve Também se Com a adição da fundo. na água. Porém, dissolve como o bala, os cristais de sal sal. consequentemente grosso vão para haverá um reação o fundo. fazendo o CO2 sair com rapidez. Em todos os sólidos a superfície é porosa que empurra o gás para fora da garrafa, mas sem reação Química. 3a parte: Com agitação Questão Ao agitarmos o refrigerante no copo, o que poderemos observar? Hipótese Surgimento de bolhas e saída de gás carbônico. Conclusões Dá espaço para o gás ser liberado. 3° experimento: Adição do comprimido efervescente em um copo com água Material: 1ª parte: Quais os componentes ou substâncias presentes no comprimido efervescente? Bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, ácido acetilsalicílico, ácido cítrico. Por que muitas vezes chamamos o comprimido de antiácido? Neutraliza o ácido do estômago. 2ª parte: Questão Hipóteses Conclusões O que poderemos observar ao adicionarmos esse comprimido efervescente num copo com água? Acontece reação Química com liberação de bolhas. Aumenta o pH, fenômeno químico criando outro componente, ao misturar bicarbonato e ácido cítrico. 118 APÊNDICE 5 Atividade Final: “Tudo que queima some?” Link: http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_tudoquequeimasome.htm 119 LAB Virt Tudo que queima some? Se não concordam... Não, porque nada se perde, tudo se transforma Conclusões O oxigênio é essencial para a combustão do papel. É uma reação Química porque produz outras substâncias. Grupo 02 Na verdade ele se transforma em cinzas. Não é um fenômeno físico porque ele sofre transformação, ele vira cinzas e gás carbônico. É uma reação Química. Grupo 03 O papel queimado vira cinzas isso é, não some ele se transforma em outra coisa. É uma reação Química pois produz outras substâncias, como as cinzas, a fuligem e o gás carbônico. Grupo 04 O papel se torna cinzas e libera gases, o que caracteriza uma reação Química. Houve a formação de gás e produtos a partir da queima do papel, portanto, houve reação Química. Grupo 05 Não, pois o papel não some e sim se transforma em cinzas Grupo 06 Nada se perde, se transforma. O papel sofre uma reação Química, formando fumaça e cinzas. O papel é um combustível pois é feito de celulose. Com a queima do papel, podemos saber que é uma reação Química, pois o papel se transforma em cinzas. É uma reação Química pois a liberação de gás e se transformou. Grupo 01 120 Grupo 07 O papel ao invés de desaparecer sobra suas cinzas, que é o papel queimado. O papel se transforma em um novo composto ao ser queimado ele dá origem a novas substâncias. Grupo 08 Após o processo de queima, o papel se transforma em fuligem. Ao queimarmos qualquer substância, obtemos uma reação Química, pois a matéria em questão é transformada e obtemos gases. "Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma" Lavoisier Grupo 09 Pois mesmo que o "Nada se perde, nada se cria, tudo se quando o papel é transforma". Aconteceu uma reação queimado, não dá para Química, pois o papel mudou de forma. ver, dá a impressão que desapareceu mas mesmo assim as partículas ficam no ar. 121 APÊNDICE 6 Rede sistêmica Grupo 1: 122 Grupo 02 123 Grupo 03 124 Grupo 04 125 Grupo 05 126 Grupo 06 127 Grupo 07 128 Grupo 08 129 Grupo 09 130