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ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 3, p. 43-64, set./dez. 2018.
http://periodicos.utfpr.edu.br/actio
Repositórios de objetos de aprendizagem
no ensino de estequiometria
RESUMO
Lilianne de Sousa Silva
liliannepalhano@gmail,com
orcid.org/0000-0002-1693-8795
Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia (IFRN), Mossoró, Rio Grande
do Norte, Brasil
Luciana Medeiros Bertini
luciana.bertini@ifrn.edu.br
orcid.org/0000-0003-0208-2233
Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia (IFRN), Apodi, Rio Grande do
do Norte, Brasil
Leonardo Alcântara Alves
leonardo.alcantara@ifrn.edu.br
orcid.org/0000-0003-4650-3140
Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia (IFRN), Apodi, Rio Grande do
Norte, Brasil
O conteúdo de estequiometria é visto pela maioria dos alunos como difícil e sem nenhuma
aplicabilidade. Essa visão muitas vezes está associada às dificuldades de aprendizagem
apresentadas pelos alunos, assim como a não compreensão de conteúdos abstratos. Com
base nessa constatação, neste artigo foram analisados alguns objetos de aprendizagem com
a finalidade de verificar se essa metodologia alternativa reúne as características necessárias
para realização de um processo eficiente de ensino-aprendizagem dos conteúdos
estequiométricos. Para tanto, foi realizada uma análise descritiva de oito objetos de
aprendizagem, disponíveis gratuitamente nos repositórios Banco de Internacional de
Objetos Educacionais – BIOE, Laboratório Didático Virtual – LabVirt e Grupo de Pesquisa e
Produção de Ambientes Interativos e Objetos de Aprendizagem - PROATIVA. Além disso,
foram listados os traços que consideramos facilitadores da construção do conhecimento.
Por fim, foi possível notar que as características apresentadas pelos objetos de
aprendizagem permitem que o professor trabalhe o conteúdo de estequiometria de forma
mais atrativa e significativa.
PALAVRAS-CHAVE: Estequiometria. Objetos de Aprendizagem. Metodologias alternativas.
Ensino de Química.
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 2, p. 43-64, mai./ago. 2018.
INTRODUÇÃO
A educação básica proporciona aos cidadãos os conhecimentos necessários
para o prosseguimento nos estudos e para a tomada de decisão de forma assertiva
na sociedade em que estão inseridos. Os documentos orientadores para o Ensino
Médio tratam a disciplina de Química como essencial para a formação plena dos
indivíduos, de forma que a compreensão de sua relação com o meio possibilita
uma postura mais ativa e transformadora. Saber o significado dos conceitos
científicos não é suficiente. É indispensável saber como utilizar esse conhecimento
para a tomada de decisões que visem o desenvolvimento científico, tecnológico e
social (SILVA, 2014).
Nessa perspectiva, é válido mencionar que um dos objetivos do ensino de
Química na educação básica é despertar o interesse dos alunos pelas Ciências e
fazê-los relacionar esse conhecimento com seu cotidiano. Entretanto, vários são
os empecilhos encontrados para o alcance dessa meta. No ensino de
estequiometria, Cavalcante e Silva (2008) afirmam que os empecilhos enfrentados
são derivados da prática docente que prioriza a exposição e os exercícios de
fixação, valorizando a memorização e não contribuindo para a aprendizagem
significativa. Na literatura, cálculos matemáticos, abstração de alguns conceitos e
desmotivação em aprender por não ver nenhuma aplicação do conteúdo no dia a
dia são citados como maiores entraves à aprendizagem do conteúdo de
estequiometria (GOMES; MACEDO, 2007, SANTOS; SILVA, 2013).
De acordo com Costa e Souza (2013) isso ocorre, principalmente, porque
devido aos docentes estarem preocupados com o aspecto matemático, voltando-
se para conduzir o desenvolvimento do raciocínio lógico-matemático do aluno com
a finalidade de mecanizar os procedimentos para a solução de problemas,
envolvendo os aspectos quantitativos dos fenômenos químicos.
Compreendendo professores e alunos como atores centrais do processo de
ensino-aprendizagem e levando em consideração que a metodologia de ensino
utilizada na prática docente influencia o processo de construção do conhecimento,
nossa intenção, neste artigo, é apresentar uma análise sobre uma metodologia
alternativa com objetos de aprendizagem voltados para o conteúdo de
estequiometria, apresentando as características consideradas facilitadoras da
construção do conhecimento.
Para alcançarmos nosso objetivo, foram analisados oito objetos de
aprendizagem, disponíveis gratuitamente nos repositórios Banco de Internacional
de Objetos Educacionais – BIOE, Laboratório Didático Virtual – LabVirt e Grupo de
Pesquisa e Produção de Ambientes Interativos e Objetos de Aprendizagem –
PROATIVA.
ENSINO DE ESTEQUIOMETRIA
O ensino de estequiometria enfrenta inúmeros problemas tanto na educação
básica quanto na superior, que vão desde a falta de preparação dos professores
em efetivar práticas pedagógicas que consigam levar o aluno a compreensão dos
conceitos abstratos envolvidos até a dificuldade em cálculos matemáticos pelos
discentes. Segundo Mortimer e Miranda (1995) os estudantes enfrentam no
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ensino de estequiometria a dificuldade de perceber que as mudanças observadas
nas transformações químicas são consequências do rearranjo dos átomos. A falta
de percepção por partes dos alunos, nesse sentido, pode estar relacionada à
prática docente que centra, na maior parte das vezes, o ensino desse conteúdo no
uso de equações que representam reações químicas que apenas descrevem o
fenômeno, deixando em segundo plano a interpretação do que acontece de fato.
Já, por outro lado, Costa e Zorzi (2008), ao refletirem sobre esse método de
abordagem da estequiometria em sala de aula, consideram a metodologia desse
conteúdo não proporciona um ensino que vise a tridimensionalidade, mas um
ensino decorativo. Seguindo essa mesma linha de discussão, Porto e Kruger (2013)
acrescentam que isso ocorrem porque as teorias que envolvem esse assunto no
contexto de sala de aula são trabalhadas de forma dissociada do cotidiano dos
educandos.
Por sua vez, Silva (2014) afirma que os conceitos matemáticos envolvidos na
estequiometria, tais como razão, proporção, razões proporcionais e regra de três,
são trabalhados nas escolas de educação básica de forma simplificada. Dessa
forma, isso acarreta apenas uma aprendizagem mecânica, não capacitando o aluno
para que, face às novas aplicações desse conceito sejam, capazes de
estabelecerem as relações necessárias.
Apesar de as pesquisas mostrarem que os discentes apontam como
dificuldade o fato do conteúdo estar distante de seu cotidiano, nota-se que os
cálculos estequiométricos estão presentes em várias atividades tanto na indústria
(quando se deseja calcular a quantidade de matéria prima a ser utilizada) como
nas atividades caseiras (quando se deseja calcular a quantidade de ingredientes de
um bolo).
Por sua vez, Santos e Silva (2013) elencam a opinião de pesquisadores sobre o
ensino de estequiometria e apontam os principais desafios encontrados pelos
estudantes, tais como:
...dificuldade de abstração e transição entre os níveis macroscópico,
microscópico e simbólico de representação da matéria. [...] Grandeza da
Constante de Avogadro. Confusão entre mol/quantidade de matéria/número
de Avogadro e dificuldades no manejo de técnicas matemáticas (SANTOS;
SILVA, 2013).
Acreditamos que uma das formas de superar as dificuldades identificadas no
ensino de estequiometria pelos teóricos, seria o uso de metodologias alternativas.
Essas metodologias são apontadas como viáveis e eficazes, pois são capazes de
inovar e de melhorar o ensino, despertando o interesse dos alunos e o prazer em
aprender (SILVA; NETTO; SOUZA, 2016).
Por outro lado, a contextualização é defendida por França (2005) ao
argumentar que ao ensinarmos somente as fórmulas e os símbolos aos alunos de
forma fragmentada e descontextualizada, eles não serão capazes de pensar sobre
os acontecimentos que os cercam, reforçando, ainda mais, a rejeição à disciplina
de Química. Por exemplo, os jogos didáticos podem ser utilizados como uma
estratégia de contextualização. Eles são defendidos por Santana e Rezende (2008)
“por serem estratégia motivadora, tornando mais fácil o processo de ensino
aprendizagem dos conceitos científicos”. No entanto, esses autores ressaltam que
a utilização de jogos didáticos não se resume apenas a motivação, mas também
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têm por intenção o desenvolvimento do raciocínio, da reflexão, do pensamento e,
em consequência, da aprendizagem significativa.
Outra estratégia apontada na literatura como metodologia eficiente é a
experimentação. Para Costa e Zorzi (2008), ela proporciona ao aluno a aquisição
de conhecimentos significativos. Eles defendem também que estratégias
investigativas de ensino permitem que o aluno desenvolva a leitura, a capacidade
de pesquisa e a reflexão e, assim, seja um sujeito ativo da sua aprendizagem.
Por fim, segundo Cazzaro (1999), o conteúdo de estequiometria é pouco
trabalhado de forma prática no ensino médio, devido à dificuldade de acesso aos
materiais necessários, como por exemplo, uma balança analítica. É, indispensável
lembrar, que a definição da metodologia que será utilizada deve levar em
consideração quais objetivos, competências e habilidades, pretende-se
desenvolver nos alunos. Por último, vale salientar que, em meio a tantas
metodologias de ensino disponíveis, cabe ao professor buscar e identificar aquelas
que facilitem a construção dos conhecimentos dos discentes.
OBJETOS DE APRENDIZAGEM
Tendo em vista que a escola do século XXI atende um público composto por
estudantes que vivem na era digital, que desde muito cedo convivem e utilizam as
tecnologias (RIBEIRO et al., 2016), motivamo-nos a estudar os objetos de
aprendizagem que tratam do conteúdo de estequiometria, como alternativa de
metodologia de ensino. Entendemos que esta ferramenta, além de reunir as
características das outras metodologias alternativas ditas como facilitadoras da
aprendizagem, traz a atratividade como um ponto a mais a ser considerado, por
utilizar ferramentas (computador e internet) que diariamente os alunos estão em
contato. Ribeiro e Greca (2003) defendem que o uso das tecnologias no ensino de
Química apresenta diversas vantagens, dentre elas, a facilidade de concretização
de conceitos abstratos e a visualização de processos, facilitando assim, a
aprendizagem dos conteúdos químicos.
O termo objeto de aprendizagem possui diferentes definições. Para Wiley
(2000), os objetos de aprendizagem são componentes instrucionais que podem ser
reutilizados em diferentes contextos de atividades. Já, Reis e Faria (2003)
acreditam que eles dão suporte aos alunos no processo de ensino aprendizagem
porque permitem que estes aprimorem o conteúdo visto em sala de aula. Para
Tarouco, Fabre e Tamusiunas (2003), são recursos que complementam o processo
de aprendizagem e podem ser reutilizados. Por sua vez, Muzio, Heins e Mundell
(2001, apud CIRINO; SOUZA, 2009, p.2) afirmam que “os objetos de aprendizagem
são objetos de comunicação designado e/ou utilizado para propósitos
instrucionais”. Por fim, para Santarosa et al. (2010, p. 276), os objetos de
aprendizagem são “recursos formados por um conteúdo didático, como vídeos,
animações, textos, locuções ou imagens, ou seja, é sempre uma unidade que,
agrega à outra, forma novos projetos”.
É conveniente dizer que no “âmbito educacional as definições sobre os objetos
de aprendizagem focam o comportamento da aprendizagem” (MONTEIRO et al.,
2006, p. 391). Logo, a característica principal de um objeto de aprendizagem deve
ser sua utilização didático-pedagógica dentro do processo de aprendizagem.
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Alguns autores preferem definir os objetos de aprendizagem com base nas
características que consideram indispensáveis. Tarouco, Fabre e Tamusiunas
(2003) destacam como principais características: reusabilidade – capacidade de
utilizar o mesmo objeto várias vezes; adaptabilidade – adaptável a qualquer
ambiente de ensino; acessibilidade – esteja disponível em rede e de fácil acesso;
durabilidade – possibilidade de continuar a ser usado, independente da mudança
de tecnologia; interoperabilidade – habilidade de operar através de uma variedade
de hardwares, sistemas operacionais e browsers, com intercâmbio efetivo entre
os sistemas.
Dentre as diversas conceituações e características encontradas na literatura,
ressaltamos o que alertam Silva et al. (2007) em relação aos objetos de
aprendizagem, que estes devem ser uma ferramenta para estimular o
desenvolvimento do raciocínio lógico do aluno e não apenas ser uma forma
eletrônica de transmitir os conteúdos de maneira tradicional. Neste artigo,
trataremos dos objetos de aprendizagem do tipo simulação e animação, por
entendermos que esses dois tipos proporcionam um aprendizado de modo mais
ativo, permitindo a visualização de eventos reais, o que facilita a compreensão dos
conceitos abstratos. Corroborando com nosso entendimento, Nunes (2004)
defende que devemos escolher bem os objetos de aprendizagem que serão
utilizados para ajudar os alunos no processo de aprendizagem.
METODOLOGIA
Inicialmente, utilizando o conjunto da rede mundial de computadores –
internet, identificamos os repositórios nacionais e internacionais de objetos de
aprendizagem que abordam o conteúdo de Química e selecionamos os seguintes:
Banco Internacional de Objetos Educacionais – BIOE, Laboratório Didático Virtual
– LabVirt e Grupo de Pesquisa e Produção de Ambientes Interativos e Objetos de
Aprendizagem – PROATIVA. Após essa seleção, verificamos quantos Objetos de
Aprendizagem atendiam nosso objetivo, como pode ser observado na Tabela 01.
Tabela 1 – Repositórios de Objeto de Aprendizagem para ensino de Estequiometria
Repositório
Endereço eletrônico
Quantidade de
OA
Banco internacional de objetos
educacionais
http://objetoseducacionais2
.mec.gov.br/
03
Laboratório Didático Virtual
http://www.labvirtq.fe.usp.
br/indice.asp
05
Grupo de Pesquisa e Produção
de Ambientes Interativos e
Objetos de Aprendizagem
http://www.proativa.vdl.ufc
.br/
01
Fonte: autoria própria (2017)
A obtenção dos dados para análise se deu por meio da utilização dos Objetos
de Aprendizagem com o objetivo de verificar quais características cada um possuía.
Todos os Objetos foram testados, utilizando um notebook com Windows 8.1,
processador Intel(R) Core(TM) i5-4210CPU 1.70GHz, memória 4 GB, sistema
operacional de 64 bits. Os objetos de aprendizagem, corpus deste artigo, estão
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disponíveis tanto na versão online como também para download nos respectivos
repositórios, sendo indicados também na página virtual do objeto quais os
requisitos mínimos para seu funcionamento.
Por fim, retomamos e transformamos em categorias de análise as principais
dificuldades enfrentadas no ensino de estequiometria citadas na literatura, tais
como: matemáticas, de compreensão de conceitos, de abstração e de transição
dos conceitos trabalhados, de representação das transformações químicas através
de símbolos químicos Dressler e Robaina, (2012); Chandrasegaran et al., (2009);
Grisolía; Grisolía, C. (2009); Santos; Silva, (2014). Com base nessas dificuldades,
fizemos uma listagem das características consideradas pela autora facilitadora da
aprendizagem, que minimizam essas dificuldades citadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Apresentamos a seguir uma breve descrição de cada repositório, os objetos
de aprendizagem selecionados e a análise das atividades propostas, identificando
as características que possivelmente facilitam a construção do conhecimento, bem
como as prováveis falhas.
O Banco Internacional de Objetos Educacionais – BIOE – é um repositório de
acesso público, no qual o usuário pode visualizar os objetos de forma isolada ou
em coleções por conteúdo. Segundo informação constante no site do BIOE,
atualmente, o banco possui 19.842 (dezenove mil, oitocentos e quarenta e dois)
objetos de aprendizagem públicos. Sendo que, 03 (três) desses objetos abordam o
ensino de estequiometria.
O primeiro Objeto de Aprendizagem analisado desse repositório é o
Balanceamento de Equações Químicas. Na página inicial, o usuário tem que optar
por onde começar a navegar: na introdução ou no jogo (Figura 1).
Figura 1 – BIOE: Objeto de Aprendizagem – Balanceamento de Equações Químicas
Fonte: https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-
equations/latest/balancing-chemical-equations_pt_BR.html
Na introdução, o usuário é convidado a representar três reações diferentes
(síntese da amônia, hidrólise e queima do metano). Como característica
facilitadora da aprendizagem nessa atividade, identificamos a visualização das
moléculas em desenhos tridimensionais, possibilitando ao aluno analisar o
rearranjo de átomos por meio da contagem da quantidade de átomos de cada
elemento representado. Esse fato parece favorecer o entendimento inicial sobre
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balanceamento de equações, pois o aluno tem na mesma janela a molécula do
reagente e a do produto. Podendo, assim, analisar as duas moléculas e
compreender quais transformações ocorreram. Para Wu e Shah (2004), a
resolução correta dos problemas químicos e a representação de conceitos no nível
microscópico e simbólico estão diretamente ligados ao desenvolvimento das
habilidades visuoespaciais dos alunos.
A outra atividade proposta por esse objeto é um jogo dividido em três níveis
de dificuldades (Figura 2). Nela o tempo e a quantidade de acertos são
contabilizados, sendo que o aluno escolhe o nível que deseja jogar. Essa
possibilidade de escolha do nível é vista como uma característica, que
consideramos facilitadora da construção da aprendizagem, pois permite que o
professor trabalhe, no mesmo horário de aula, o conteúdo em ritmos diferentes,
de acordo com a necessidade de cada aluno. Assim, o docente poderá identificar
qual ou quais as dificuldades apresentadas, em relação ao balanceamento de
equações, por cada aluno, no momento da aplicação desse exercício e traçar
alternativas para superá-las. Outra característica que consideramos facilitadora da
aprendizagem é a tela auxiliar, que surge quando o usuário realiza de forma
incorreta a resolução da atividade. Nela aparece uma balança e uma equação
química, levando o aluno a refletir sobre em qual ponto do jogo cometeu o
equívoco (Figura 2).
Figura 2 – BIOE: Objeto de Aprendizagem Balanceamento de Equações Químicas - Jogo
Fonte: https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-chemical-
equations/latest/balancing-chemical-equations_pt_BR.html
Acreditamos que essa possibilidade de verificação de acerto/erro no instante
da resolução da atividade, acompanhada de uma explicação, permite que o aluno
compreenda melhor o conhecimento que está sendo construído.
O segundo objeto de aprendizagem analisado desse repositório é o Reagente,
Produtos e Excessos (Figura 3). Nesse objeto, são abordados os conceitos de
reagentes e produtos e como eles se relacionam em uma equação. O usuário tem
três opções de atividades interativas, com o mesmo objetivo – compreender o
balanceamento de equações. São elas: o balanceamento através do uso de
analogia - confecção de um sanduíche, balanceamento usando o desenho das
moléculas e um jogo de balanceamento.
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Figura 3 – BIOE: Objeto de Aprendizagem Reagentes, Produtos e excesso
Fonte: https://phet.colorado.edu/sims/html/reactants-products-and-
leftovers/latest/reactants-products-and-leftovers_pt_BR.html
Na primeira atividade, o aluno visualiza o conceito de reagentes e produtos
através da simulação de produção de um sanduíche. Os ingredientes do sanduíche
são utilizados como reagentes e o sanduíche como produto. Entendemos que o
uso da analogia nesse objeto de aprendizagem é uma tentativa aproximar o
conteúdo com algo concreto da vida do aluno, e assim estimular a aprendizagem.
Como características que podemos considerar facilitadoras da aprendizagem,
temos o uso de analogias. Pois, elas permitem aos alunos associarem conceitos já
conhecidos com os novos conceitos que estão sendo apresentados e, assim,
construir um novo conhecimento sobre determinado assunto (RAVIOLO; GARRITZ,
2008).
Na atividade seguinte, são trabalhados os mesmos conceitos, mas utilizando
os desenhos das fórmulas químicas em uma reação (Figura 4). Na parte superior
da tela, é mostrada a reação e, na parte inferior, é solicitado ao aluno que coloque
as quantidades de cada reagente e produto envolvido. A cada clique no
reagente/produto, aparece a representação através do desenho das moléculas.
Figura 4 – BIOE: Objeto de Aprendizagem Reagentes, Produtos e excesso – Atividades 2 –
Representação de equações químicas
Fonte: https://phet.colorado.edu/sims/html/reactants-products-and-
leftovers/latest/reactants-products-and-leftovers_pt_BR.html
A terceira atividade é um jogo no qual, do lado direito da tela, são
apresentados os produtos esperados, incluindo as moléculas que ficam em excesso
(Figura 5). E do lado esquerdo, o aluno vai montar sua reação e colocar a
quantidade de reagente adequada para a formação dos produtos e sobras
esperadas. Nessa etapa, as reações colocadas para realização de balanceamento
trazem um aspecto a mais, a questão dos reagentes em excesso. Esse fato exige
um pouco mais de raciocínio lógico do aluno para saber identificar quais moléculas
ficarão sem reagir. Segundo Graça et al. (2016), para a melhoria do aprendizado,
faz-se necessário criar situações estimuladoras. Acreditamos que o uso da
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representação dos produtos e das moléculas em excesso é uma forma de motivar
o aluno a descobrir o caminho de como chegar a esse resultado.
Figura 5 – BIOE: Objeto de Aprendizagem Reagentes, Produtos e excesso – Atividades 3 –
Jogo
Fonte: https://phet.colorado.edu/sims/html/reactants-products-and-
leftovers/latest/reactants-products-and-leftovers_pt_BR.html
Outra característica facilitadora da aprendizagem é o fato da representação
visual dos átomos envolvidos na equação química, permitindo aos alunos visualizar
as diferenças antes e depois da reação. A possibilidade de visualização dos
desenhos das moléculas, instiga o aluno reconhecer a quantidade utilizada de cada
elemento. Assim, de forma mais simples e concreta, o aprendiz consegue
identificar a variação dos átomos.
O terceiro Objeto disponibilizado pelo BIOE é a Lei das Proporções (Figura 6).
Inicialmente, é apresentado uma atividade de produção de um pudim, a partir da
qual é realizado uma analogia utilizando o pudim com a Lei de Proust.
Figura 6 – BIOE: Objeto de Aprendizagem – A Lei das Proporções
Fonte: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/19333
Esse objeto de aprendizagem traz uma proposta inicial muito interessante: a
utilização da analogia como facilitadora da aprendizagem. Segundo Bozelli e Nardi
(2004), a metodologia alternativa utilizando essa ferramenta é capaz de
desenvolver a capacidade cognitiva, estimulando a criatividade e propiciando a
evolução conceitual. Também se utiliza a aplicação prática do conteúdo
estequiometria através de uma atividade cotidiana, mostrando uma reação entre
dois reagentes em diferentes proporções. No entanto, em nosso entendimento,
esse objeto de aprendizagem, apesar de utilizar uma estratégia citada na literatura
como eficiente – a analogia, deixa a desejar, pois não promove a interação dos
alunos com o ambiente, apenas possibilita a visualização da teoria.
O segundo repositório utilizado como base de nossa pesquisa foi o Laboratório
Didático Virtual – LabVirt. Trata-se de uma iniciativa da Universidade de São Paulo
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– USP, que disponibiliza simulações feitas pela equipe do LabVirt a partir de
roteiros de alunos de ensino médio das escolas públicas. Segundo informações
constantes no site LabVirt, atualmente, tem-se disponível um total de 128 (cento
e vinte e oito) objetos destinados a Química, sendo 05 (cinco) deles para o ensino
de estequiometria.
O primeiro objeto desse repositório que trataremos será “A Química dentro
de um bolo”. O qual traz uma analogia entre a fabricação de um bolo e a Lei das
Proporções das Massas. Inicialmente, é apresentado uma receita de um bolo em
que é indicada a quantidade de ingredientes necessários. Em seguida, o aluno é
solicitado a reproduzir a receita em uma quantidade maior. Após essa abordagem
inicial, é solicitado que o usuário realize o balanceamento de algumas equações
químicas e, assim, as dificuldades de resolução das equações químicas vai
aumentando. Acreditamos que a analogia utilizada incialmente facilita a
compreensão da Lei das Proporções. O fato de o objeto apenas mudar de tela se a
resolução for correta pode tanto servir como um fator motivador da
aprendizagem, como também ser um fator para os alunos desistirem de resolver,
uma vez que, quando o discente erra, não tem nenhum suporte para explicar o
erro. Outra característica positiva é o fato de a plataforma do Objeto ser
visualmente colorida e apresentar uma atividade simples, cotidiana e divertida
(Figura 7).
Figura 7 – LabVirt: Objeto de Aprendizagem - A química dentro de um bolo
Fonte: http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_bolo.htm
O segundo objeto de aprendizagem é “Como produzir ferro?”. Trata dos
cálculos estequiométricos que envolve o grau de pureza. Inicialmente, o objeto
apresenta um problema na produção de uma indústria, mostrando a explicação de
como ela funciona e as reações químicas que acontecem em sua linha de
produção.
A primeira atividade proposta é para calcular o grau de pureza de um
composto. Nessa etapa, o aluno conta com uma dica auxiliar (fórmula de como
calcular o grau de pureza) e uma calculadora virtual. Observa-se, nesse ponto, que
o próprio desenho do objeto considera as dificuldades com os cálculos
matemáticos geralmente apresentados pelos aprendizes. No entanto,
entendemos que essa primeira atividade deveria envolver valores de resolução
mais fáceis. Na sequência, o educando é solicitado a utilizar o valor encontrado no
cálculo anterior para prever a quantidade de determinado reagente para produzir
a quantidade de produto desejado como mostra a Figura 8.
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Figura 8 – LabVirt: Objeto de Aprendizagem – Como produzir ferro?
Fonte: http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_ferro.htm
Entende-se que essas dicas facilitam a resolução e incentivam o aluno a tentar
solucionar a questão. Mostram, ainda, que o importante dos conteúdos químicos
não é decorar os valores de massas, números de mols ou fórmulas, mas saber
como usar essas informações na resolução de uma questão. Quando o aluno
responde de forma equivocada, o objeto de aprendizagem solicita que ele corrija
seu erro. Outro fator interessante desse objeto é que cada vez que se inicia os
valores colocados para serem utilizados no cálculo da pureza são modificados e,
assim, o aluno pode repetir várias vezes a atividade, mas tendo que realizar
cálculos diferentes. A matemática envolvida no conteúdo de estequiometria é
trabalhada de forma aplicada na solução de um problema industrial. Essa
contextualização do conteúdo facilita para que o discente sinta necessidade real
de compreender, uma vez que ele saberá onde se aplica o conteúdo que está
construindo.
O terceiro objeto a ser estudado é o “Podemos recuperar a produção da
indústria SODIS?”. Essa simulação se inicia com uma conversa informal entre pai e
filho sobre um problema no equipamento da linha de produção de seu trabalho e
o filho propõe ajudar a resolvê-lo. Para isso, o jovem passa a analisar as reações
químicas que ocorrem no equipamento, no caso, a solução para o problema
perpassa pelo conteúdo de estequiometria (Figura 9).
Figura 9 – LabVirt: Objeto de Aprendizagem - Podemos recuperar a produção da indústria
SODIS?
Fonte:http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_sodis.htm
A atividade vem acompanhada de uma ferramenta auxiliar, de uma equação
química balanceada envolvida, das massas molares dos elementos e de uma
calculadora virtual. O usuário é levado a calcular a massa dos reagentes necessárias
para a equação balanceada e, na sequência, fazer o cálculo solicitado. Nesse
objeto, observamos que é voltado para trabalhar os cálculos matemáticos
envolvidos no conteúdo de estequiometria. É bom ressaltar que esse objeto
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mostra que o conteúdo trabalhado na disciplina de química tem uma aplicação
prática no cotidiano, o que pode ser visto como fator motivador para
aprendizagem. Como também, trabalha o aspecto do raciocínio lógico-
matemático, necessário para compreensão do conteúdo de estequiometria.
O quarto objeto de aprendizagem disponibilizado nesse repositório é a “SOS
Siderbras”. Nele é tratado um problema que ocorre na linha de produção de uma
indústria. A simulação ocorre em uma indústria de produção de minérios, que
recebeu um pedido bem superior ao que produz diariamente. Para atender ao
pedido, é preciso que o proprietário da empresa calcule a quantidade de reagentes
necessários. Observamos que basicamente é solicitado do usuário ajuda na
realização dos cálculos matemáticos como mostra a Figura 10. Apesar da simulação
mostrar a aplicabilidade do conteúdo de estequiometria, fato esse, considerado
uma característica facilitadora da aprendizagem, a forma como é trabalhado não
traz nenhuma inovação. Sendo, ao nosso entender, apenas uma forma de
resolução de questões utilizando as Tecnologias da Informação e da Comunicação
– TICs. O aspecto matemático é trabalhado apenas como resolução de exercícios.
Figura 10 – LabVirt: Objeto de Aprendizagem - SOS Siderbrás
Fonte:http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_siderbras.htm
O quinto e último objeto de aprendizagem analisado do repositório LabVirt
chama-se Balanceando a equação. Esse objeto explora o balanceamento das
equações químicas. Para introduzir o assunto, um boneco representando um
professor explica o conceito de reação química, de reagentes e de produtos. Para
isso, utiliza como exemplo a reação de monóxido de carbono transformando em
dióxido de carbono. Posteriormente, é abordado o conceito de equação química
balanceada. Essa primeira parte de atividades é apenas para visualização dos
usuários. Na sequência, é apresentado uma tabela contendo várias fórmulas de
substâncias químicas. O usuário tem a possibilidade de conhecer a característica
principal de cada substância, clicando na sua fórmula. É ainda proposto uma
atividade na qual o aluno seleciona a fórmula dos reagentes e produtos, e em
seguida, é feito o balanceamento da equação química (Figura 11).
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Figura 11 – LabVirt: Objeto de Aprendizagem - Balanceando a equação
Fonte:http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_balanceando.htm
A característica observada nesse objeto é a representação, de certa forma, da
metodologia mais comumente utilizada: a explanação seguida de resolução de
exercícios. Fato esse que merece ressalva, uma vez que nos estudos sobre o ensino
de Química é preconizado que apenas o uso da aula expositiva não está sendo
capaz de desenvolver as habilidades necessárias para a compreensão da
estequiometria (GRAÇA et al., 2016). Dessa forma, não observamos nenhuma
inovação na abordagem do conteúdo nesse objeto.
O último repositório a tratarmos nesse trabalho é o “Grupo de Pesquisa e
Produção de Ambientes Interativos e Objetos de Aprendizagem – PROATIVA”. Esse
grupo tem por objetivos: produzir objetos de aprendizagem nas áreas de Biologia,
Ciências, Matemática, Química, Linguagens e Física; formar os professores para
utilização desses objetos no ensino; e realizar pesquisas sobre a utilização desses
na escola como metodologia que visa melhorar o aprendizado dos conteúdos
escolares. Encontramos nesse repositório 01 (um) objeto de aprendizagem
destinado ao ensino de estequiometria.
O objeto de aprendizagem chamado “Dentro da Lei” inicia sua apresentação
convidando o aluno para ir até a lanchonete, onde ele deverá colocar em prática
os conhecimentos sobre as leis ponderais, que foram discutidas nas aulas de
Química, para aplicá-las ao montar um sanduíche. Desse modo, o usuário é
convidado a clicar na linha do tempo para conhecer e para entender as Leis
Ponderais ou a passar direto para resolução das atividades, caso o aluno já tenha
conhecimento da teoria. Todas as leis ponderais são explicadas com a utilização do
exemplo da montagem do sanduíche (Figura 12).
Figura 12 – PROATIVA - Objeto de Aprendizagem – Dentro da Lei
Fonte:http://www2.virtual.ufc.br/proativa/objetos_aprendizagem/dentrodalei/DentroDa
sLeis.html
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 2, p. 43-64, mai./ago. 2018.
Nesse objeto de aprendizagem, podemos observar a contextualização quando
se trata das Leis Ponderais, que vêm acompanhadas de um resgaste histórico sobre
como elas foram desenvolvidas. Nesse ponto, o usuário poderá escolher qual Lei
Ponderal deseja praticar. Na atividade referente à Lei de Lavoisier, o aluno
precisará conhecer a reação de formação de alguns produtos (ácido sulfídrico,
superóxido de potássio e tribrometo de ferro). No exercício da Lei de Proust, é
sugerido que se manipule a balança para encontrar a massa adequada de cada
reagente para o produto que é proposto, para isso, o discente pode contar
também com uma ferramenta auxiliar chamada de cardápio químico, que traz as
equações das reações solicitadas. A partir dessa informação, o usuário precisa pôr
em prática a Lei de Proust e encontrar a quantidade de reagente adequado. Ao
acertar a atividade, surge outro produto desejado e, assim, por diante. A partir da
Lei de Dalton, é proposto ao usuário que fixe um dos reagentes de uma reação
apresentada e que, utilizando a balança e a tabela de proporção fornecida,
descubra a quantidade do segundo reagente (Figura 13).
Figura 13 – PROATIVA Objeto de Aprendizagem - Dentro da Lei
Fonte:
http://www2.virtual.ufc.br/proativa/objetos_aprendizagem/dentrodalei/DentroDasLeis.h
tml
Esse objeto de aprendizagem é bastante interessante, tanto pelo aspecto
teórico-histórico com que é são trabalhadas as leis, como pelas atividades
propostas para compreensão das três Leis Ponderais. Um aspecto que deve ser
salientado é a necessidade de o usuário já ter um conhecimento prévio da
representação das substâncias químicas, ou seja, já ter um conhecimento sobre as
fórmulas químicas.
Listamos, no Quadro 1, os objetos de aprendizagem de acordo com o foco da
aprendizagem. Selecionamos as principais dificuldades citadas nos trabalhos
voltados para o ensino de estequiometria, em especial, Dressler e Robaina (2012),
Chandrasegaran et al. (2009), Grisolía e Grisolía (2009), Santos e Silva (2014) e
fizemos a correlação com o objeto de aprendizagem que apresentou alguma forma
de minimização ou superação dos empecilhos na construção do conhecimento.
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 2, p. 43-64, mai./ago. 2018.
Quadro 1 – Foco dos Objetos de Aprendizagem analisados
Foco do Objeto de
aprendizagem
Objetos de Aprendizagem
Dificuldades matemáticas
A Química dentro de um bolo
Podemos recuperar a produção da indústria SODIS?
Como produzir ferro?
SOS Siderbrás
Dificuldade de abstração e
transição dos conceitos
A Química dentro de um bolo
Podemos recuperar a produção da indústria SODIS?
Como produzir ferro?
Reagentes, produtos e excesso
A lei das proporções
Dentro da lei
Dificuldades em relacionar o
conteúdo com as atividades
do cotidiano
Podemos recuperar a produção da indústria SODIS?
Como produzir ferro?
SOS SideBras
Representação das
transformações químicas
através de símbolos
químicos
Balanceamento de equações
Reagentes, produtos e excesso
Fonte: autoria própria (2017).
Notamos que, que apesar das atividades encontradas serem direcionadas
para dificuldade matemática, muitas se resumem a reprodução de resolução de
exercícios de forma mecânica, deixando a desejar na questão da inovação do
ensino, como percebido nos quatro objetos de aprendizagem listados acima.
Consequentemente, o aluno não irá relacionar as grandezas utilizadas e não saberá
interpretar corretamente a equação escrita (CAMPANÁRIO, 1995). Para superar os
obstáculos que envolve a abstração e transição dos conceitos, os objetos de
aprendizagem utilizaram a contextualização de forma acertada para construção do
conhecimento. De acordo com Gomes (2007) a maioria dos alunos se esforçam
para dar um sentindo prático ao conteúdo trabalhado em sala de aula. Como
enfrentamento das dificuldades em relacionar o conteúdo com as atividades do
cotidiano, utilizou a demonstração da aplicabilidade prática do conteúdo
estudado. Para enfrentar o obstáculo de visualização e de interpretação das
reações, utilizou as representações das moléculas.
Verificamos que apenas um dos objetos de aprendizagem – Lei das Proporções
– não possibilita a interação dos usuários. Outro objeto que ao nosso entender
merece passar por uma revitalização de sua proposta é o Balanceando a equação,
pois ele traz apenas uma simulação de explanação e resolução de atividade, no
qual o professor é visto como detentor do conhecimento. Nesse objeto, não se
nota a preocupação com a construção do conhecimento do aluno, uma vez que
ocorre apenas um repasse de informações.
CONCLUSÕES
A metodologia de ensino para ser eficiente deve ser bem selecionada e
aplicada pelo docente. E, para isso, muitos aspectos devem ser levados em
consideração quanto a sua escolha. Nesse sentido, tomando como base a análise
dos Objetos de Aprendizagem desenvolvida nesse estudo, é possível citar alguns
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 2, p. 43-64, mai./ago. 2018.
pontos que merecem destaque e que devem ser considerados no momento de se
fazer essa escolha.
O primeiro ponto é que a maioria das atividades propostas têm por objetivo o
desenvolvimento das habilidades matemáticas. No entanto, fazemos uma ressalva
que apesar da intenção de se trabalhar a matemática, as ferramentas/atividades
são muitas vezes reprodução da prática de resolução de exercícios matemáticos.
Servindo apenas de uma espécie de treinamento, reflexo de uma prática centrada
no empirismo.
O segundo ponto a ser destacado é a contextualização dos conteúdos, tratada
nos objetos de aprendizagem analisados como forma de despertar o interesse dos
alunos pelo conteúdo. Notamos uma preocupação em relacionar o conteúdo de
estequiometria com uma atividade do cotidiano e de demonstrar como esse
conhecimento interfere diretamente em nossa vida. Essa característica é reforçada
por França (2005) que mostra em seu trabalho a necessidade de dar significado a
teoria ensinada, mostrando aos alunos como podemos aplicá-la.
O terceiro ponto que merece atenção é o uso de analogias como fonte
facilitadora da construção da aprendizagem. A utilização de termos/conceitos já
compreendidos pelos alunos para construção de novos conhecimentos contribui
para o desenvolvimento em nível conceitual do novo termo apresentado. Assim,
as analogias são utilizadas na tentativa de simplificar os conceitos químicos e
possibilitar assim um melhor entendimento por parte dos alunos. Percebemos
ainda a presença da contextualização das atividades, relacionando-as ao nosso
cotidiano como forma de aproximar o conteúdo das atividades desenvolvidas por
alunos.
O quarto ponto que destacamos é a representação das moléculas/átomos.
Alguns objetos de aprendizagem trazem essa preocupação como forma de garantir
a visualização dos rearranjos dos átomos de uma reação, mesmo que seja através
de representações figurativas das moléculas.
Desse modo, observamos que os objetos de aprendizagem são ferramentas
que podem reunir as características necessárias para suprir a deficiência de outras
metodologias de ensino. Eles permitem desenvolver o senso investigativo dos
alunos ao possibilitar que realizem simulações de experimentos práticos. Essa
peculiaridade metodológica supre uma outra deficiência no ensino de Química, a
falta de material e de espaço adequado para a realização de aulas práticas.
Acrescenta-se a isso o fato de os objetos de aprendizagem também poderem ser
utilizados como metodologia motivadora, pois possibilitam ao discente participar
de jogos interativos, nos quais o objetivo é a construção dos conhecimentos
químicos.
A partir do exposto no decorrer desse artigo, podemos concluir, que os
objetos de Aprendizagem são excelentes alternativas para superação das
dificuldades apresentadas para aprender os conteúdos estequiométricos. No
entanto, para sua utilização ser eficiente é preciso que os professores estejam
preparados para conduzirem de forma construtivista a aprendizagem. Caso
contrário essa ferramenta se tornará apenas uma versão virtual da sala de aula
tradicional.
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 2, p. 43-64, mai./ago. 2018.
Learning object repositories in
stoichiometry teaching
ABSTRACT
The content of stoichiometry is viewed by most students as difficult and without any
applicability. This view is often associated with the learning difficulties presented by
students, as well as the lack of understanding of abstract contents and deficiencies in
mathematical calculations. Based on this finding, in this article, we analyze some learning
objects to verify if this alternative methodology meets the characteristics necessary to carry
out an efficient teaching-learning process of the stoichiometric contents. For this, we
performed a descriptive analysis of eight learning objects, available free of charge in the
repositories of International Educational Objects Bank - BIOE, Virtual Learning Lab - LabVirt
and Group of Research and Production of Interactive Environments and Learning Objects -
PROATIVA. In addition, we list the traits we consider facilitators of knowledge construction.
Finally, it was possible to note that the characteristics presented by the learning objects
allow the teacher to work the content of stoichiometry in a more attractive and meaningful
way.
KEYWORDS: Stoichiometry. Learning Objects. Alternative methodologies. Chemistry
Education.
ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 2, p. 43-64, mai./ago. 2018.
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Recebido: 26 jun. 2018
Aprovado: 10 set. 2018
DOI: 10.3895/actio.v3n3.7422
Como citar:
SILVA, L. S.; BERTINI, L. M.; ALVES, L. A. Repositórios de objetos de aprendizagem no ensino de
estequiometria. ACTIO, Curitiba, v. 3, n. 3, p. 43-64, set./dez. 2018. Disponível em:
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Correspondência:
Luciana Medeiros Bertini
RN 233, Km 2, Nº 999, Bairro Chapada do Apodi, Apodi, Rio Grande do Norte, Brasil.
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