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ISSN 2176-1396
ADAPTAÇÕES DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS: DO
LABORATÓRIO PARA A SALA DE AULA
Juliana Maria Telles Matta Avanci 1 - PUCPR
Janaína de Castro Brisola2 - PUCPR
Isabela Jasper3 - PUCPR
Mariana Ferreira Francelino4 - PUCPR
Eixo – Ensino e Práticas nas Licenciaturas
Agência Financiadora: não contou com financiamento
Resumo
Introdução. Uma proposta metodológica para que o aluno se aproprie dos conhecimentos
químicos, de acordo com as Diretrizes Curriculares da Educação Básica de Química, é a
experimentação. A experimentação deve possibilitar a reflexão crítica e o desenvolvimento
cognitivo do aluno, além de integrar a teoria com a prática, consolidando o conhecimento. O
presente trabalho, possível através da disciplina de Estágio Supervisionado do curso de
Licenciatura em Química da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR), teve como
objetivo o planejamento, a adaptação e a aplicação de atividades experimentais que
relacionam o tema de corantes naturais com os conteúdos de solubilidade, polaridade,
separação de misturas, indicadores de ácido-base e pH. As atividades foram aplicadas no
Centro de Educação Aberta, Continuada à Distância Pólo Potty Lazarotto (Curitiba–PR).
Desenvolvimento. O planejamento e a adaptação das atividades experimentais levaram em
consideração a infraestrutura do colégio e o nível de conhecimento dos estudantes em relação
aos conteúdos abordados, além do tempo fornecido para a aplicação. Para orientar os alunos
durante as atividades, foram elaborados materiais didáticos como um roteiro de procedimento
experimental e um material teórico envolvendo os conceitos químicos abordados. Como
instrumento de avaliação da aprendizagem, foi elaborado um questionário que foi utilizado
antes e após a aplicação das atividades. Resultados e Discussão. Na pré-avaliação, para as
questões 1.a), 1.b), 1.c) e 2, a quantidade de acertos foi de 47%, 24%, 41% e 12%,
respectivamente; já na avaliação final, para as mesmas questões, a quantidade de acertos foi
de 62%, 71%, 71% e 65%, respectivamente. Além da avaliação quantitativa, os alunos
1 Mestre em Ciências Farmacêuticas pela Universidade Federal do Paraná (UFPR), Farmacêutica e Bioquímica
pela UFPR e Estudante de Licenciatura em Química pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
E-mail: [email protected]. 2 Estudante de Licenciatura em Química da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). E-mail:
[email protected] 3 Estudante de Licenciatura em Química da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). E-mail:
[email protected] 4 Estudante de Licenciatura em Química da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). E-mail:
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também foram avaliados qualitativamente e observou-se bom envolvimento dos alunos
durante a aplicação do projeto. Conclusão. Os resultados obtidos no presente trabalho foram
satisfatórios tanto quantitativamente quanto qualitativamente, demonstrando boa execução do
planejamento, adaptação e aplicação das atividades experimentais.
Palavras-chave: Corantes naturais. Conceitos químicos. Experimentação. Planejamento.
Introdução
De acordo com as Diretrizes Curriculares da Educação Básica de Química, o
conhecimento químico, assim como outros conhecimentos, não é acabado e inquestionável,
mas está em constante modificação devido às necessidades humanas, sendo assim, é
inseparável dos processos sociais, políticos e econômicos (BRASIL, 2008, p.51).
Para que o aluno se aproprie do conhecimento químico, faz-se necessário seu contato
com o objeto de estudo da Química, ou seja, as substâncias e os materiais. Uma proposta
metodológica para tal é a experimentação (BRASIL, 2008, p.52).
De acordo com Bernardelli (2004, p.4), a experimentação deve ser uma forma de
aquisição de dados da realidade, possibilitando reflexão crítica e desenvolvimento cognitivo
do aluno através de seu envolvimento com os conteúdos abordados, tornando viável a
dualidade teoria e prática.
A integração cada vez maior da teoria com a prática torna mais sólida a aprendizagem
de Química, favorecendo a construção do conhecimento químico de modo transversal, ou
seja, interagindo o conteúdo com a realidade vivenciada pelo aluno (BERNARDELLI, 2004,
p.4).
O presente trabalho, realizado através da disciplina de Estágio Supervisionado do
curso de Licenciatura em Química da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR),
teve como objetivo o planejamento, a adaptação e a aplicação de duas atividades
experimentais descritas por Dias e colaboradores (2003, p.28), relacionando o tema de
corantes naturais com os conteúdos de solubilidade, polaridade, separação de misturas,
indicadores de ácido-base e pH.
Segundo Dias e colaboradores (2003, p.28), a cor motiva os alunos na aprendizagem
da Química, uma vez que todas as pessoas possuem cores preferidas observáveis nas roupas e
nos objetos adquiridos.
As atividades práticas desenvolvidas foram aplicadas no Centro de Educação Aberta,
Continuada à Distância Pólo Potty Lazarotto (Curitiba–PR) e envolveram materiais e
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reagentes de baixo custo, de fácil aquisição e presentes no cotidiano, possibilitando a
abordagem dos conteúdos de forma contextualizada.
As atividades foram realizadas de forma demonstrativa, em que os alunos observaram
os fenômenos ocorridos. Segundo Oliveira (2010, p.147), as atividades demonstrativas
ilustram conteúdos abordados em aula, de modo a torna-los mais perceptíveis e a despertar o
interesse do aluno. Além disso, é útil quando são poucos os recursos materiais, não há espaço
apropriado nem tempo suficiente.
O planejamento das atividades envolveu a elaboração de um questionário, que foi
aplicado antes e após as atividades como instrumento de avaliação da aprendizagem, além de
um roteiro de procedimento experimental e de um material teórico. A adaptação envolveu a
substituição de alguns materiais e reagentes, para que a experimentação pudesse ser realizada
em sala de aula.
Desenvolvimento
Dois experimentos são descritos por Dias e colaboradores (2003, p.28): extração de
pigmentos naturais e testes desses pigmentos como indicadores de pH. Esses experimentos
abordam conteúdos de química como solubilidade, polaridade, separação de misturas,
indicadores de ácido-base e pH.
Os autores em questão aplicaram essa proposta para alunos do segundo ano do ensino
médio do Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira, da UERJ. Os próprios
alunos montaram o aparato experimental e realizaram a prática. A aula teve duração de 100
minutos e foi suficiente para a realização das atividades e a explicação dos conceitos
envolvidos.
Os materiais utilizados por esses autores incluíram béqueres de 250 mL, funil
analítico, papel de filtro, bastão de vidro, balança analítica, liquidificador e tubos de ensaio.
Como reagentes foram utilizados legumes (beterraba, cenoura e pimentões verde, amarelo e
vermelho), solventes (água de torneira, álcool comercial, acetona e dicloroetano) e soluções
aquosas de HCl 5% (v/v) e de NaOH 5% (m/v).
Em relação ao procedimento, o preparo dos extratos consistiu em triturar
aproximadamente 25 gramas de legume e adicionar ao triturado aproximadamente 50 mL de
solvente. Essa mistura foi então agitada e, após 15 minutos, filtrada (esse procedimento foi
realizado para cada um dos 5 tipos de legume e para cada um dos 4 solventes).
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Finalizada a etapa de extração do corante, a etapa do emprego do extrato obtido como
indicador de pH consistiu em transferir 5 mL do extrato obtido para 3 tubos de ensaio
numerados. No tubo 1, foi adicionado 1 mL da solução aquosa de HCl e, no tubo 2, 1 mL da
solução aquosa de NaOH. O tubo 3 foi utilizado para comparação.
Testagem e Adaptação dos Experimentos
As atividades experimentais propostas por Dias e colaboradores (2003, p.28) foram
planejadas de forma a adaptá-las à realidade do estudante e ao tempo fornecido para sua
aplicação. A professora de Química do CEAD Pólo Potty Lazzarotto cedeu gentilmente uma
aula de 90 minutos para a aplicação da proposta. Uma vez que o colégio não possui
laboratório com vidrarias, reagentes e equipamentos necessários, a experimentação foi
adaptada para que pudesse ser realizada em sala e com materiais e reagentes encontrados na
cozinha.
Levando-se em consideração que os alunos não tinham conhecimento prévio dos
conceitos químicos envolvidos nas atividades, optou-se por utilizar apenas um legume para
não sobrecarregar os alunos com excesso de informação, o que prejudicaria a qualidade da
aula. A beterraba foi o legume escolhido para as atividades, devido ao teste de polaridade;
com a utilização de solvente apolar, nenhum pigmento da beterraba é extraído, sendo
marcante o aprendizado pelo aspecto visual.
Em relação aos solventes para a extração, decidiu-se por não utilizar a acetona porque
a mesma não é encontrada atualmente no comércio, sendo vendido apenas o removedor de
esmalte à base de acetona, que contém outros componentes químicos; ao invés da utilização
de dicloroetano, optou-se pela utilização da vaselina líquida, já que é apolar e incolor como o
dicloroetano e é facilmente encontrada em farmácia. As soluções aquosas de HCl e de NaOH
foram substituídas por vinagre e limão, ambos de caráter ácido, e por produto de limpeza, de
caráter básico.
Além das adaptações supracitadas, durante a testagem da experimentação, optou-se
por não triturar o legume, uma vez que corta-lo em pequenos pedaços já torna viável a
extração de seus pigmentos. Dessa forma, não foi necessário o uso do liquidificador.
A balança também não foi utilizada; duas beterrabas foram cortadas em três pedaços,
perfazendo seis pedaços de legume. Dois pedaços, por sua vez, foram cortados em pedaços
ainda menores e transferidos para um copo de vidro. Sendo assim, foram necessários três
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copos de vidro para cada um dos três solventes (água, álcool comercial e vaselina líquida).
Para a filtração utilizou-se funil de plástico e filtro de papel para café. Os tubos de ensaio, por
sua vez, foram substituídos por copos transparentes.
Elaboração do Material Didático e Instrumento de Avaliação
Foram elaborados o roteiro do procedimento experimental (Figura 1), o material
teórico (Figura 2) e o questionário (Figura 3) como instrumento de avaliação.
Figura 1 - Roteiro do Procedimento Experimental.
Fonte: As autoras.
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O material teórico abordou os conteúdos químicos envolvidos com uma linguagem
simples e objetiva conforme Figura 2.
Figura 2 – Material teórico abordando os conceitos químicos envolvidos nos experimentos.
Fonte: As autoras.
O questionário elaborado foi do tipo misto, ou seja, continha questões abertas e
questões fechadas. As questões abertas permitem a utilização de linguagem própria por parte
do estudante, além de estimulá-lo a escrever o que realmente conhece sobre o assunto, sem ser
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influenciado por uma resposta pré-estabelecida, como no caso de questões fechadas. Porém,
nesse tipo de questão, o estudante deverá ter habilidade de escrita e de construção do
raciocínio (CHAER et al., 2011, p.262).
Segundo Gil (1999, apud CHAER et al., 2011, p.262), as questões devem ser claras,
concretas e concisas, levando em consideração o nível de conhecimento do estudante e
possibilitando uma única interpretação. Além disso, as questões não devem sugerir respostas.
O questionário elaborado, conforme Figura 3, continha 2 questões, sendo que a
questão 1 foi subdividida em itens (a, b, c) e abordou o tema de pH, e a questão 2 abordou o
tema de solubilidade.
Figura 3 – Questionário.
Fonte: As autoras.
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As duas questões foram precedidas por textos que contextualizaram os conteúdos. O
texto que precedeu a questão 1 abordou a importância do pH como parâmetro físico-químico
de controle de qualidade e de classificação da água pelo Conselho Nacional do Meio
Ambiente (CONAMA). Já o texto que precedeu a questão 2 abordou sobre a solubilidade
como parâmetro físico-químico de grande importância na concepção de fármacos e na
previsão do destino ambiental de contaminantes e poluentes.
Aplicação das Atividades Experimentais
Primeiramente os estudantes foram avaliados em relação aos seus conhecimentos
prévios, não adquiridos no colégio, através do questionário.
Uma vez que a equipe decidiu preparar os extratos em sala para que os alunos
observassem a filtração, etapa marcante que caracteriza a diferença de polaridade entre os
solventes, a beterraba foi previamente descascada, cortada em cubos pequenos e dividida em
3 frascos de vidro. Em sala de aula, em cada um desses frascos, foi adicionado o respectivo
solvente (água de torneira, álcool comercial ou vaselina líquida). O tempo de extração dos
pigmentos foi o tempo necessário para que os alunos resolvessem a avaliação (15 a 20
minutos).
Na sequência, as avaliações foram recolhidas e o processo de extração foi explicado.
Para uma maior interação com a turma, a filtração de cada um dos 3 extratos foi realizada por
um aluno voluntário. Após as filtrações, os alunos observaram que a coloração roxa da
beterraba “tingiu” apenas a água e o álcool, mas a vaselina continuou incolor. Nesse momento
perguntou-se aos estudantes como se explicava o fato de a vaselina continuar incolor.
Após algumas tentativas, um dos estudantes comentou sobre a solubilidade do corante
da beterraba apenas na água e no álcool. A partir de então, o material teórico elaborado pela
equipe foi distribuído aos alunos e explicou-se sobre a polaridade dos solventes.
Em geral, moléculas apolares são solúveis em solventes apolares, enquanto moléculas
de alta polaridade são solúveis em solventes polares (MARTINS et al., 2013, p.1248). Como
descrito anteriormente, a betanina corresponde a 75-95% dos pigmentos da beterraba e é seu
principal cromóforo (DIAS et al., 2003, p.29).
Uma vez que a betanina se solubilizou em água e em etanol, ambos solventes polares,
pode-se concluir que esse pigmento é polar. Segundo Rocha (2001, p.35), quando uma das
moléculas possui um átomo eletronegativo com par de elétrons não compartilhado e a outra
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molécula possui um átomo eletronegativo que carrega um hidrogênio ácido, essas interagem
através de ligações de hidrogênio.
A vaselina, por sua vez, é uma mistura de hidrocarbonetos. O átomo de carbono faz
ligações apolares ao se ligar a outros átomos de carbono, formando a espinha dorsal da
molécula, e também formando ligações com átomos de hidrogênio, presentes em quase todas
as moléculas orgânicas. As ligações carbono-hidrogênio são relativamente apolares, já que o
carbono e hidrogênio apresentam pequena diferença de eletronegatividade (MARTINS et al.,
2013, p.1249).
As moléculas apolares podem interagir através da força de dispersão de London, que
surge quando uma molécula perturba a densidade eletrônica da outra formando dipolos
momentâneos. Essa interação, apesar de ser fraca, possui efeito cumulativo e varia de maneira
proporcional ao número de contatos moleculares presentes na molécula (ROCHA, 2001,
p.35). Dessa forma, a betanina não se solubilizou em vaselina já que esse solvente não é capaz
de formar ligações de hidrogênio com o pigmento.
A partir da obtenção dos extratos, pôde-se dar continuidade à atividade experimental.
Em copo plástico transparente adicionou-se vinagre, produto de limpeza ou limão,
respectivamente. Nesse instante, perguntou-se aos estudantes quais desses produtos eram
ácidos ou básicos. Um deles respondeu que o vinagre e o limão eram azedos e, portanto
ácidos.
Na sequência, explicou-se que o ácido acético (vinagre) e o ácido cítrico (limão),
quando em solução, liberam íons hidrogênio e aumentam o grau de acidez do meio. Em
relação aos produtos de limpeza, a maioria deles contém hidróxido de amônio, base que, em
solução, libera íons hidroxila, aumentando o grau de alcalinidade do meio.
Um aluno voluntário adicionou o extrato aquoso de beterraba em cada um dos copos.
O vinagre e o limão adquiriram coloração rosa, e o produto de limpeza adquiriu coloração
lilás. Os estudantes foram então incentivados a questionar o que havia ocorrido. A betanina,
pigmento extraído da beterraba, funciona como um indicador ácido-base uma vez que
converte-se em isobetanina em meio ácido, e é hidrolisada em ciclodopa-5-o-glicosídio e
ácido betâmico em meio alcalino (DIAS et al., 2003, p.29).
Após a aplicação das atividades experimentais, os alunos foram novamente avaliados
com a utilização do mesmo questionário. A aplicação das atividades pode ser visualizada na
Figura 4.
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Figura 4. Aplicação das atividades experimentais.
Fonte: As autoras.
Resultados e Discussão
O conhecimento dos estudantes foi avaliado antes e após a aplicação das atividades
experimentais através de um questionário composto por 2 questões, sendo que a questão 1
(subdividida em itens a, b, c) abordou o tema de pH e, a questão 2 abordou o tema de
solubilidade. As duas questões foram precedidas por textos que contextualizam os conteúdos.
Aproximadamente 20 estudantes se encontravam na sala, porém apenas 17 deles participaram
da avaliação inicial e da avaliação final.
O “TEXTO 1” trata da importância do pH na classificação das águas pelo CONAMA
(Conselho Nacional do Meio Ambiente). A maioria dos estudantes utilizou o texto para
responder a questão 1.a) “O que você entende por pH?” Porém, os mesmos interpretaram o
pH, de acordo com a primeira frase do texto “O pH é uma medida do grau de acidez ou
alcalinidade da água, sendo 7 o pH neutro”, como uma propriedade pertencente apenas à
água. Na avaliação inicial, 47% das respostas eram corretas.
Durante a atividade, explicou-se aos alunos que o texto trata do pH como um dos
parâmetros físico-químicos do controle de qualidade da água, mas que esse parâmetro
também é utilizado no controle de qualidade de medicamentos, cosméticos, produtos de
higiene, saneantes e produtos alimentícios. Além disso, os estudantes visualizaram na
atividade prática de pH, através da mudança de coloração do meio, tanto a acidez do limão e
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do vinagre, quanto a basicidade do produto de limpeza. Na avaliação final, 62% das respostas
eram corretas.
Em relação à questão 1.b) “O que são indicadores ácido-base?”, na avaliação inicial,
apenas 24% das respostas eram corretas. Após a atividade prática do emprego do extrato
aquoso de beterraba como indicador ácido-base e da explicação sobre a modificação da
estrutura da betanina em função do pH, as respostas corretas, na avaliação final, totalizaram
71%.
Na avaliação inicial, as respostas corretas para a questão 1, item ‘c’ totalizaram 41%.
A maioria dos alunos errou a seguinte afirmativa: “A concentração de íons H+ na clara de
ovo é maior do que na saliva”. Já na avaliação final, após a explicação sobre ácidos e bases e
sobre a interpretação da escala de pH, desenhada no quadro negro, as respostas corretas
totalizaram 71%.
Os estudantes tiveram maior dificuldade em responder a questão 2, já que não tinham
conhecimento aprofundado ou nenhum conhecimento sobre a influência da polaridade na
solubilidade das moléculas. Na avaliação inicial, apenas 29% das respostas eram corretas.
Para a explicação da solubilidade das substâncias, desenhou-se um esquema que
demonstrava as misturas homogêneas água-etanol e querosene-gasolina e a mistura
heterogênea gasolina-água, além das estruturas moleculares dessas substâncias em questão.
Enquanto que a vaselina, assim como a gasolina e o querosene, constitui uma mistura
de hidrocarbonetos e é um solvente apolar, a água e o etanol são solventes polares pela
presença de um átomo eletronegativo (oxigênio), ligado a um átomo de hidrogênio e pelo fato
de que a presença de apenas 2 átomos de carbono na estrutura do etanol não compromete sua
polaridade, diferentemente de álcoois com cadeia carbônica maior.
Dessa forma, concluiu-se que o pigmento da beterraba é polar porque se solubilizou
em água e etanol e não se solubilizou em vaselina líquida. Após a explicação, as respostas
corretas na avaliação final, totalizaram 65%. Os resultados estão resumidos na Tabela 1.
Tabela 1 – Dados obtidos através da análise dos questionários.
Questões Avaliação inicial
acertos (%)
Avaliação final
acertos (%)
Questão 1.a) 47 62
Questão 1.b) 24 71
Questão 1.c) 41 71
Questão 2 12 65
Fonte: As autoras.
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Conclusão
Para uma aula oferecer qualidade de ensino e favorecer o aprendizado significativo é
necessário planejamento através da análise do contexto escolar e da faixa etária e nivelamento
dos estudantes. Além disso, é necessário experiência, pois somente assim, o professor
consegue visualizar os obstáculos de sua prática pedagógica.
Para que a prática pedagógica seja reflexiva, a mesma deve levar o estudante a
questionar o porquê da importância de conhecer determinado conceito químico e como esse
mesmo conceito pode explicar determinado fenômeno.
A atividade experimental realizada favorece a aprendizagem significativa ao utilizar
como ferramenta de ensino as mudanças de coloração, tanto na extração com diferentes
solventes quanto no emprego do extrato como indicador ácido-base. Essa ferramenta visual
foi especialmente importante devido à presença de dois alunos com surdez que também
participaram das atividades.
Além disso, ao adequar os experimentos com reagentes encontrados no comércio, os
mesmos puderam ser realizados em sala de aula, não sendo necessário o laboratório. Dessa
forma, qualquer escola, independente de sua infraestrutura, pode oferecer um ensino que
estimule a curiosidade e o encantamento do estudante pela química, bastando apenas
criatividade.
Os resultados obtidos no presente trabalho foram satisfatórios tanto quantitativamente
quanto qualitativamente, demonstrando boa execução do planejamento, adaptação e aplicação
das atividades experimentais.
REFERÊNCIAS
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para o ensino de química. In: CONVENÇÃO BRASIL LATINO AMERICANA,
CONGRESSO BRASILEIRO E ENCONTRO PARANAENSE DE PSICOTERAPIAS
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CHAER, Galdino; DINIZ, Rafael Rosa Pereira; RIBEIRO, Elisa Antônia. A técnica do
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