Metodologias ativas no ensino de termoquímica

Licenciatura Plena em Química (UNIMES, 2012)
Graduação em Engenharia de Alimentos (UEM, 2006)

RESUMO- O presente trabalho tem por objetivo mostrar uma experiência positiva ao fazer uso de uma metodologia ativa de ensino para trabalhar o conceito de Termoquímica com os alunos do 2º Ano de uma escola pública estadual. Participaram ao todo desta atividade, 52 alunos, sendo 41 do sexo masculino e 11 do sexo feminino, com idades variando de 16 a 20 anos. A metodologia ativa utilizada foi a de resolução de problemas através da qual os alunos foram convidados a calcular a quantidade de calorias ingeridas durante o dia, obtendo-se assim o valor energético obtido por cada um deles durante um determinado dia. Após a tabulação dos valores energéticos encontrados pelos alunos, calculou-se a média, obtendo-se como valor médio 1967 kcal, que é um valor bem próximo da recomendação da ANVISA, que são de 2000 kcal diárias. A curiosidade e o envolvimento dos alunos durante a aula deixa claro o quanto que a aplicação destas novas metodologias de fato contribuem para um melhor processo de ensino-aprendizagem e que exatamente, por este motivo, devem ser cada vez mais empregadas pelos docentes no âmbito escolar.

PALAVRAS-CHAVE: Metodologia. Ativa. Ensino. Termoquímica.

1. Introdução

Em meio a tantas mudanças que vem ocorrendo no mundo acadêmico, o papel do professor vem sofrendo significativas alterações, dia após dia. Muito se tem falado em Metodologias Ativas de Ensino, e é justamente sobre uma delas que este artigo será pautado.

Em se tratando de Química, o desafio dos docentes é trazê-la mais próxima do cotidiano, isto é, da realidade dos alunos, sendo assim, neste trabalho será apresentado uma Metodologia Ativa de Ensino que foi utilizada para trabalhar Termoquímica com os alunos do 2º Ano do Ensino Médio de uma escola pública estadual.

Participaram ao todo desta atividade, 52 alunos, sendo 41 do sexo masculino e 11 do sexo feminino, com idades variando de 16 a 20 anos.

A Metodologia utilizada foi a de resolução de problemas e os resultados obtidos a partir dela foram bem significativos, na verdade, superaram as expectativas.

2. Metodologias ativas de ensino

2.1 O que são metodologias ativas de ensino

A metodologia de ensino mais utilizada nos centros acadêmicos, e praticada ao longo dos anos, é aquela em que o professor fica à frente dos alunos e expõe o conteúdo. Em períodos regulares, há a aplicação de provas e trabalhos. Neste modelo, os estudantes são ouvintes passivos e o docente tem o papel de protagonista.

A fim de modificar esta modelo, para que os alunos sejam mais valorizados e absorvam de forma mais eficaz os conteúdos, surgiram as metodologias ativas de ensino, que buscam tornar o estudante o maior responsável pelo próprio aprendizado, o que gera autonomia e melhora o desenvolvimento dele.

Existem diversos estudos que buscam compreender o processo de aprendizagem dos alunos. Dentre eles, um dos mais conhecidos é o do psiquiatra William Glasser, que mostra o quanto os estudantes absorvem de cada metodologia de ensino.

Glasser criou a pirâmide abaixo que mostra que os métodos tradicionais geram resultados pouco eficientes. Ler o conteúdo, por exemplo, faz com que os estudantes retenham apenas 10% da aprendizagem. Já ao escrever, eles absorvem 20% do conteúdo.

Em contrapartida, os modelos mais eficientes, do fundo da pirâmide, são os que os alunos têm participação ativa na aprendizagem. Para Glasser, ensinar é o que faz os estudantes aprenderam da melhor forma, chegando a absorver 95% do conteúdo. Praticar e discutir também são boas opções, gerando 80% e 70% de retenção do conteúdo, respectivamente.

Fonte: https://blog.lyceum.com.br/metodologias-ativas-de-aprendizagem/

Assim, começou-se a pensar em formas alternativas de ensinar nas salas de aula, para que se obtenham resultados mais assertivos.

2.2 Quais os tipos de metodologias ativas de ensino?

Atualmente existem diferentes tipos de metodologias ativas de ensino. A aprendizagem baseada em problemas é aquela em que os alunos recebem desafios que devem ser solucionados. O professor especifica um contexto e os alunos devem explorar as possíveis soluções, utilizando tecnologia ou outros recursos. O objetivo dessa metodologia é fazer os alunos saírem de sua zona de conforto, e poderem refletir para criar resoluções consistentes aos problemas. O foco desta abordagem é a solução teórica desses problemas.

Na prática, os alunos devem explorar a fundo o problema e pensar sobre as questões que o envolvem. Então refletem sobre os conhecimentos que ainda precisam ser adquiridos para conseguir solucionar o problema. Depois dividem as tarefas entre a equipe e depois compartilham entre si as novas aprendizagens. Este é o momento de reunir as novas informações para se encontrar a solução real para o problema apresentado pelo professor.

Neste modelo de aprendizagem baseada em problemas, o professor deixa os alunos livres para buscarem o conhecimento sozinhos, utilizando a metodologia que considerarem mais eficaz. O papel do educador é guiar os alunos através de feedbacks, para estimular a reflexão e análise deles.

Outra abordagem bastante utilizada é a aprendizagem baseada em projetos, em que o foco é a prática dos alunos para solucionarem as questões envolvidas no problema. Aprender fazendo é um exemplo dessa metodologia.

Também há o ensino híbrido, em que ocorre tanto a aprendizagem online quanto a offline. A ideia é proporcionar aos alunos diferentes ambientes e formas de trabalho, o que faz eles assimilarem melhor os conteúdos.

Uma alternativa é a metodologia da gamificação. Nela, os alunos aprendem de forma criativa e são mais engajados com os temas. Há o envolvimento de jogos educacionais e é uma metodologia divertida e leve para os estudantes.

Já a aprendizagem entre times é o método em que são formadas equipes para debater sobre um determinado tema em conjunto. Esta metodologia, além de instigar os jovens a aprenderem sobre o assunto, permite que eles evoluam suas habilidades sociais e desenvolvam habilidades de trabalho em grupo, para saber ouvir e se posicionar em uma equipe.

Também há os estudos de casos, que surgiram a partir da aprendizagem baseada em problemas. Se trata da exposição aos alunos de situações reais do tema, para que eles observem e avaliem as resoluções da situação.

2.3 Quais os benefícios das metodologias ativas para a aprendizagem

São muitos os benefícios proporcionados aos alunos na utilização de metodologias ativas de aprendizagem. Primeiramente, o estudante vira protagonista em vez de o professor. Isso transmite responsabilidade e autonomia aos alunos, o que influencia na fixação do conteúdo.

Além disso, essas metodologias tornam as aulas mais dinâmicas e interessantes aos olhos dos alunos, aumentando o interesse deles nos temas tratados. Os professores ainda são beneficiados por não ficarem presos no modelo clássico em que eles ficam por horas em pé transmitindo a matéria. Isso faz com que o engajamento e participação, tanto dos estudantes quanto dos professores, seja maior e mais eficiente.

As metodologias ativas de ensino também estimulam a autoconfiança dos alunos e a autoestima deles. Isso auxilia os estudantes a desenvolverem melhor seu potencial de crescimento. Cuidar da própria saúde mental é essencial para enfrentar os desafios da atualidade.

Outro diferencial é que os estudantes desenvolvem habilidades importantes como criatividade, respeito e paciência, essenciais para trabalhos em grupo e para que se sobressaiam quando competirem no mercado de trabalho.

Infelizmente, muitas escolas e universidades permanecem presas no modelo clássico de ensino, tanto por medo de inovar quanto pela falta de conhecimento de metodologias alternativas. Assim, aqueles que investem em inovação têm um considerável diferencial competitivo e ainda permitem que seus alunos aprendam de forma autônoma e em seu próprio ritmo.

Logo, os estudantes valorizam mais a instituição e o ambiente de sala de aula, enquanto se tornam profissionais mais qualificados e versáteis. Isso ocorre de forma natural, sem que o ensino se torne maçante. Nestes casos, as escolas aumentam consideravelmente o nível de retenção e captação dos alunos.

Em relação às desvantagens e cuidados que a instituição precisa ter, metodologias ativas de ensino podem tornar mais difícil que a assimilação do conteúdo seja igual para todos. Então, é necessário ter atenção para que a aprendizagem de cada um não fique muito desnivelada.

Além disso, é possível que exista uma certa resistência dos alunos no começo, por não estarem acostumados a metodologias que exijam um esforço diferente e os tirem de sua zona de conforto. Mas, após a primeira barreira, eles costumam se habituar rapidamente aos novos processos e têm mais atração e dedicação pelas matérias.

2.4 Estratégias das metodologias ativas de ensino

As metodologias ativas de ensino englobam diversas estratégias que visam a melhoria do estudo. Uma delas é a sala de aula invertida, que pretende expandir o ambiente de sala de aula para o transporte e a casa dos alunos, a fim de que eles recebam o conteúdo antecipadamente e possam aproveitar melhor o tempo em sala de aula. A utilização de imagens e vídeos é importante para atrair melhor os estudantes instigando a curiosidade deles, principalmente em ensino à distância. Como alertou Glasser, os estudantes retêm melhor o conteúdo por meio da observação e escuta do que pela leitura.

Para se diferenciar ainda mais, uma boa estratégia é não apenas enviar vídeos e aulas prontos aos alunos para que eles estudem, mas também incentivá-los a produzir esses vídeos, em apresentações de trabalhos, por exemplo. Isso mostra a aplicação de aprender fazendo e ainda faz os alunos desenvolverem novas habilidades e passarem por diferentes desafios.

Além disso, há diversas estratégias técnicas presentes nas metodologias ativas de ensino. As mais comuns são debates dos temas, pesquisas de campo, que podem ocorrer tanto na própria escola quanto em ambientes externos, brincadeiras envolvendo a matéria e o uso da tecnologia para otimizar a aprendizagem.

3. Termoquímica

3.1 Conceito da termoquímica

A termoquímica é a área que estuda as trocas de calor provocadas em reações químicas. Essa transferência de energia é responsável, por exemplo, pelas mudanças de estado físico de um componente, que pode se manifestar de forma sólida, líquida ou gasosa.

Para entender a termoquímica, primeiramente é necessário estar familiarizado com alguns conceitos que a envolvem, como calor, trabalho e energia.

O calor ocorre de um corpo com maior temperatura para um de menor, e se trata da energia térmica envolvida nas reações químicas. Já trabalho é a força que se aplica em um objeto para que ele se desloque de um ponto a outro. É quando ocorre troca de energia sem que haja variação na temperatura do corpo. Já energia é definida como a capacidade de realizar trabalho e transformar o calor.

Também é importante compreender o conceito de entalpia. Ela consiste na quantidade de energia trocada entre as substâncias e é medida em Joules. Assim, a variação de entalpia, representada pela letra H, é a diferença de calor em determinada pressão constante, este calor sendo cedido ou recebido. Ela pode ser calculada pela equação abaixo. A variação é a entalpia final menos a inicial.

Neste contexto, quando falamos em entalpia padrão de formação, estamos tratando da variação de entalpia de 1 mol de um produto em condições ambientais de temperatura de 25°C, pressão de 1 atm e mantendo o estado físico habitual da substância.

a. Tipos de reações da termoquímica

As reações da termoquímica podem ser exotérmicas ou endotérmicas. Para entender estes conceitos, é necessário, primeiramente, compreender o que ocorre em uma reação química. Para que as ligações sejam formadas, os átomos dos reagentes precisam ser rompidos. Quando há a quebra de uma ligação química, ocorre a liberação de energia. Por outro lado, quando se tem formação de uma ligação, absorção de energia é o que acontece. Essas energias não são equivalentes visto que elas dependem de quais átomos estão ligados entre si.

Neste cenário, chamamos de reação exotérmica quando a energia liberada na quebra de uma reação é superior do que a absorvida. Já as reações endotérmicas são caracterizadas pelo processo contrário, ou seja, quando a reação ocorre com absorção de calor do meio.

b. Energia dos alimentos na termoquímica

Ao estudar a termoquímica, é fácil identificar sua importância e aplicação no dia a dia das pessoas. Isso fica evidente quando o assunto é alimentação. Saber quantas calorias há em cada alimento é um tema que cresce cada vez mais no Brasil, tanto por estética quanto pela saúde. É importante ter uma dieta balanceada para que a energia em nosso corpo faça ele funcionar corretamente e não sobre, podendo gerar obesidade.

Quando se fala em caloria, trata-se de uma unidade de medida (cal) que mostra o calor necessário para elevar a temperatura de 1g de água em 1°C.

Para medir a energia dos alimentos, utiliza-se, então, o calorímetro. Ele é um instrumento que verifica a combustão de um alimento em um recipiente com oxigênio e água. Conforme esta comida vai queimando, ela libera energia, o que faz a temperatura da água aumentar. Há um termômetro que indica a variação da temperatura e, assim, é possível determinar a quantidade de calorias que um alimento fornece.

Este calor é calculado a partir da equação abaixo:

Nesta equação, Q corresponde a quantidade de calor cedida pelo alimento, m é a massa da água contida no calorímetro, c se trata do calor específico da água, que é 1 cal/g. °C e, por fim, o Δt corresponde à variação da temperatura da água medida pelo termômetro.

Para converter caloria em joule, que é a unidade de calor mundialmente reconhecida, basta multiplicar a quantidade de caloria por 4,18, ou seja, 1 cal equivale a 4,18 J.

Quando se deseja verificar a composição de valor energético de cada alimento, se analisa a proporção em que cada nutriente aparece. Os componentes que geram liberação de energia são os carboidratos, as proteínas, os óleos e as gorduras.

Os carboidratos são os compostos que possuem carboidrato, hidrogênio e oxigênio. Os alimentos mais comuns em que eles são encontrados são milho, farinha, macarrão, arroz, pão e cereais. Esses alimentos possuem, em média, 4kcal. O carboidrato mais importante para o corpo humano é a glicose, a principal fonte de energia para garantir o funcionamento do nosso organismo.

Já em relação às proteínas, elas são comumente encontradas em variados tipos de carne, ovos, leites e queijos. A energia da proteína é, aproximadamente, 5,2Kcal, sendo mais difícil para o organismo metabolizar proteínas do que carboidratos.

Também há os óleos e gorduras, que são comuns em manteigas, azeites, certas frutas e no chocolate. Eles possuem, em médio, 9 Kcal.

Na prática, a maioria dos alimentos são mistos e possuem diversos componentes. Em 100g de batata, por exemplo, há 18g de carboidrato, 1,9g de proteína e 0,1 g de gordura. Isso também ocorre com diversos alimentos presentes na alimentação cotidiana.

Quando se trata de alimentos industrializados, todos eles indicam em seu rótulo a composição nutricional e quantidade de calorias, o que facilita para que se monte uma dieta balanceada.

O corpo de cada pessoa faz o metabolismo de uma forma diferente, o que influencia na forma em que o organismo armazena energia. De forma geral, para se engordar um quilo, é necessário acumular sete mil calorias em excesso. Já para emagrecer, é preciso que se faltem essas sete mil calorias.

Quando uma pessoa tem acesso a essas informações e ao conteúdo nutricional dos alimentos que ela ingere, é capaz de se planejar para garantir uma dieta balanceada que a mantenha saudável e com energia suficiente para fazer o corpo funcionar perfeitamente, sem os excessos que podem ser prejudiciais à saúde.

Alguns alimentos oferecem uma grande quantidade de energia. O açaí, por exemplo, é rico em carboidratos e vitaminas, sendo um dos alimentos mais energéticos. Água de coco é outro alimento interessante já que é uma fonte energética natural e de hidratação, permitindo a melhor disposição do corpo. Banana é outro exemplo de fonte energética. Ela contém serotonina, que auxilia o corpo a regular o sono e previne distúrbios emocionais. A banana também é rica em potássio, o que evita que o corpo tenha problemas de cãibras e fraqueza muscular. Muitos alimentos têm diferentes finalidades. O mel, por exemplo, é constituído por frutose e glicose, fazendo com que sua ingestão aumente a disposição e reduza o cansaço. Ele também possui minerais importantes como fósforo, cálcio e potássio.

4. Metodologia

O artigo em questão trata da apresentação dos resultados obtidos a partir da aplicação de uma Metodologia Ativa de Ensino para ensinar Termoquímica aos alunos do 2º Ano do Ensino Médio, de uma escola pública estadual.

Participaram ao todo desta atividade, 52 alunos, sendo 41 do sexo masculino e 11 do sexo feminino, com idades variando de 16 a 20 anos.

Após uma aula introdutória sobre Termoquímica, apresentou-se aos alunos que os alimentos são o nosso combustível e que a partir da queima (metabolismo) destes é que temos energia para realizar as atividades rotineiras. Em seguida, propôs-se que na próxima aula os alunos trouxessem em uma folha todos os alimentos, bem como a quantidade de cada um deles ingeridos no dia anterior.

A partir desta relação, foi entregue aos alunos uma tabela retirada da TACO (Tabela de Composição dos Alimentos da Unicamp) contendo o valor energético de cada alimento por eles consumido. Em seguida, solicitou-se aos alunos a consulta na tabela do valor energético de cada alimento consumido por ele e ao final que ele somasse, obtendo-se assim a quantidade total de energia adquirida por ele no dia em questão.

Uma vez calculado os valores, uns ficaram curiosos com relação ao valor do amigo, então abriu-se um diálogo entre eles para que compararem o valor energético. Curiosamente percebeu-se que o “gordinho” consumiu menos caloria do que o “magrelo”, que o “baixinho” por vezes ingeriu mais alimentos do que o “altão”.

Após a tabulação dos valores energéticos encontrados pelos alunos, calculou-se a média, obtendo-se como valor médio 1967 kcal, que é um valor bem próximo da recomendação da ANVISA, que são de 2000 kcal diárias.

Com base nestas informações foi pedido a eles uma pesquisa buscando respostas a esses questionamentos, que na semana seguinte, foram entregues. Dentre as possíveis causas, listaram: erro no cálculo do valor energético total, metabolismo (lento/rápido), dieta inadequada, dentre outras.

Na aula seguinte, deu-se continuidade no estudo da Termoquímica, explicando sobre Entalpia e as formas de calculá-la, porém ficou evidente o maior interesse dos alunos pelo assunto.

5. Conclusão

A partir dos resultados obtidos a partir dessa experiência fica claro que a busca por novas Metodologias de Ensino devem ser priorizadas dia a dia pelos docentes a fim de se conseguir um ensino mais significativo para os estudantes destes novos tempos.

REFERÊNCIAS:

FOGAÇA, JENNIFER. Como se determina o valor calórico de um alimento. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/como-se-determina-valor-calorico-um-alimento.htm>. Acesso em: 20 jun 2020.

FOGAÇA, JENNIFER. Medindo a energia dos alimentos. Disponível em: <https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/medindo-energia-dos-alimentos.htm> Acesso em: 20 jun 2020.

GAROFALO, DÉBORA. Como as metodologias ativas favorecem o aprendizado. Disponível em: <https://novaescola.org.br/conteudo/11897/como-as-metodologias-ativas-favorecem-o-aprendizado>. Acesso em: 10 jun 2020.

O QUE EU DEVO SABER SOBRE TERMOQUÍMICA. Disponível em: https://descomplica.com.br/artigo/o-que-eu-devo-saber-sobre-termoquimica/4QL/. Acesso em: 15 jun 2020.

Pinto, Diego de Oliveira. Metodologias Ativas de Aprendizagem. Disponível em: <https://blog.lyceum.com.br/metodologias-ativas-de-aprendizagem>. Acesso em: 01 jun 2020.

Tabela brasileira de composição de alimentos / NEPA – UNICAMP.- 4. ed. rev. e ampl.. -- Campinas: NEPA- UNICAMP, 2011. 161 p.

TERMOQUÍMICA. Disponível em: < https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/termoquimica>. Acesso em: 15 jun 2020.

VIEGAS, AMANDA. Metodologias ativas: Como essa tendência pode beneficiar as práticas pedagógicas? Disponível em: < https://www.somospar.com.br/metodologias-ativas-como-essa-tendencia-pode-beneficiar-as-praticas-pedagogicas>. Acesso em: 10 jun 2020.

William Glasser. PPD. Disponível em: <http://www.ppd.net.br/william-glasser> Acesso em: 01 jun 2020.

Arquivado em: Pedagogia, Química