2.2 Okul Öncesi Eğitim ve Bilgisayar Oyunları
2.2.2 Okul Öncesi Dönemde BDE
A aplicação da proposta de ensino ocorreu em um ambiente real de sala de aula, durante o período normal das aulas de química em uma turma da segunda série do ensino médio de uma escola pública federal de Belo Horizonte. Tanto a professora quanto os alunos desta turma já estavam habituados a trabalhar com atividades envolvendo modelos e modelagem.
Esse processo de ensino ocorreu com a participação ativa dos alunos e por uma ação colaborativa associada a muita reflexão, por parte dos alunos e da professora, durante todo o processo. O pesquisador apenas acompanhou e filmou as aulas.
Inicialmente, fez-se um estudo piloto com cinco turmas da mesma série, porém de outra instituição de ensino. O estudo piloto foi realizado com o objetivo de adaptar a metodologia e a conduta das atividades, identificando possíveis falhas e pontos que poderiam ser modificados. Minha atuação se deu como professor regente das turmas piloto e observador da turma na qual se coletou os dados analisados nesse trabalho.
Em relação à turma cujos dados deram origem a essa dissertação, ela era formada por 20 alunos, com uma faixa etária variando de 16 a 19 anos (média de 17 anos). Tais alunos estiveram dispostos em quatro grupos fixos contendo cinco componentes cada.
A proposta de ensino foi aplicada quando os alunos já haviam estudado o conteúdo de ligações químicas e interações intermoleculares. Em termos de energia associada às transformações químicas, eles sabiam somente que os átomos se unem para atingir uma maior estabilidade eletrônica, ou seja, atingir um estado de uma menor energia. Quando aprenderam sobre isso, eles estudaram o gráfico conhecido como poço
potencial, que descreve o que acontece com a energia de dois átomos de hidrogênio, quando esses se aproximam, conforme destacado na figura 4, retirado do livro didático utilizado pelos alunos. Tal gráfico foi utilizado para explicar a ligação covalente, cuja característica principal é o compartilhamento dos elétrons entre os átomos envolvidos na ligação. Nesse contexto, o livro destaca o seguinte:
“Na natureza, as substâncias buscam um estado energético mais estável, de menor energia. Por exemplo, vejamos o que acontece com a energia de um sistema contendo dois átomos de hidrogênio, quando esses átomos se aproximam.
Figura 4. Diagrama de energia potencial x distância internuclear para a formação da molécula de hidrogênio.
Quando dois átomos estão afastados (situação I), praticamente não existe uma interação entre eles. À medida que se aproximam, passam a atuar forças de atração entre o núcleo de cada um dos átomos e os elétrons do outro. Ao mesmo tempo, atuam forças de repulsão entre os núcleos e também entre os elétrons dos dois átomos (situação II). A predominância das forças de atração faz com que os átomos de hidrogênio aproximem-se cada vez mais, diminuindo a energia do sistema, até alcançarem uma distância na qual a energia é mínima (situação III). Nessa situação, há um equilíbrio entre as forças de atração e repulsão e os elétrons de cada um dos átomos são atraídos igualmente pelos dois núcleos dos dois átomos, chamada de comprimento de ligação. Uma maior aproximação entre os átomos (situação IV) provocará um aumento da energia do sistema, com conseqüente diminuição da estabilidade.
A situação III corresponde à formação de uma ligação química entre os átomos de hidrogênio. O resultado é a formação de uma molécula de hidrogênio (H2). Esse tipo de ligação química se dá por compartilhamento de elétrons e, como já vimos, se chama ligação
covalente. A formação de ligações covalentes entre os átomos
geralmente resulta na formação de um agrupamento de átomos denominado molécula.
(...) Toda vez que se forma uma ligação química, a energia do sistema diminui. Essa diminuição corresponde a uma liberação de energia do
sistema para a vizinhança. A quantidade de energia liberada é conhecida como energia de ligação. De forma análoga, para que uma ligação química seja quebrada é necessário fornecer energia ao sistema. As reações químicas correspondem a rearranjos de átomos, onde algumas ligações são quebradas e outras são formadas. A quantidade de energia liberada ou consumida numa reação química vai depender do balanço entre a energia consumida para quebrar as ligações existentes nas espécies reagentes e a energia liberada na formação de novas ligações nos produtos. Freqüentemente, numa reação exotérmica (que libera calor para a vizinhança), a energia liberada na formação das ligações nos produtos é maior que aquela consumida para quebrar as ligações nos reagentes. Numa reação endotérmica (que absorve calor da vizinhança), a energia necessária para quebrar as ligações existentes nas espécies reagentes é maior que a energia liberada na formação das ligações nos produtos.”
(Mortimer & Machado, 2002, p.187-188)
Considerando o texto transcrito anteriormente, poderíamos inferir que os alunos já possuíam uma idéia inicial acerca da energia envolvida nas transformações químicas. Porém, segundo nos relatou a professora da turma, tais aspectos energéticos não foram enfatizados anteriormente, tendo em vista os estudos sobre termoquímica que seriam realizados a posteriori. Entretanto, é importante ressaltar que muitas das idéias estudadas, como aquelas que remetem ao gráfico do poço potencial, por exemplo, foram retomadas pelos alunos inúmeras vezes no decorrer da estratégia. Isso foi observado quando eles recorriam ao livro para buscar alguma informação ou procuravam discutir com a professora ou um colega do grupo aspectos referentes ao conteúdo já estudado. Por fim, cabe ressaltar que todo o conteúdo estudado anteriormente serviu como um importante subsídio para que os alunos começassem a desenvolver seus modelos, contribuindo, assim, decisivamente para que eles aprendessem o tema atual de maneira mais significativa.