MODELO 1
Antes da aplicação da primeira atividade, explicou-se aos estudantes o funcionamento da metodologia POGIL. Foram apresentados os papeis que deveriam ser desempenhados por estudantes e professor, e como seriam estruturadas as atividades. Uma vez explicada a metodologia, os estudantes demonstraram empolgação e curiosidade para que os grupos fossem divididos e se iniciasse a aplicação das atividades. Não houve problema quanto ao engajamento dos estudantes.
No início, alguns estudantes apresentaram certa dificuldade em entender as atribuições de cada um na execução da atividade, o que é considerado natural, tendo em vista ser a primeira vez que a metodologia foi aplicada.
Nesse aspecto, algumas vezes o secretário assumiu a função de coordenador, trazendo as dúvidas dos demais componentes do grupo até o professor. Houve o caso também do coordenador socializar as respostas do grupo para a turma, o que seria uma atribuição do apresentador. Essas ocorrências, entretanto, foram pontuais, e foram prontamente corrigidas pelo professor que nesse aspecto atuou como monitor/assessor.
A primeira atividade caracterizou-se como sendo o primeiro contato dos estudantes com a metodologia, e na primeira experiência de aplicação da metodologia enquanto professor, por parte do pesquisador. Ela consistiu na introdução do conceito de reversibilidade das reações.
Considerou-se que além do fato de os estudantes estarem participando pela primeira vez da metodologia, estavam pela primeira vez estudando o tema EQ. Assim, as questões foram elaboradas com um nível baixo de complexidade.
Na primeira questão do modelo 1, por exemplo, que se caracterizava por ser uma questão de exploração (QE), bastava ao estudante analisar o modelo (Apêndice B), nesse caso um enunciado que definia o conceito de reversibilidade, para encontrar informações para responder a questão.
Questão 01 (QE) - Considerando o conceito de reação reversível discutido no texto, como seria melhor representada uma reação reversível? Justifique.
a) A + B → C + D b) C + D → A + B c) A + B ⇌ C + D d) A + C B + D
O objetivo dessa questão era fazer com que os estudantes entendessem que as questões de exploração da metodologia POGIL caracterizam-se por serem fáceis de responder, bastando analisar o modelo. O intuito dessa questão exploratória (e de todas as outras das atividades POGIL) foi provocar no estudante o que Piaget define como desequilíbrio cognitivo, que estimula o sujeito a acomodar o novo conhecimento.
[...] quando uma estrutura operatória ou uma determinada forma de organização de esquemas entra em um estado de desequilíbrio, seja qual for a razão, há uma tendência natural e espontânea – cuja origem se encontra na herança biológica funcional da espécie humana – para restabelecer o equilíbrio em um plano superior mediante a construção de uma nova organização menos exposta a desajustes e a desequilíbrios potenciais; isto é, uma organização de esquemas que tenha um nível de equilíbrio maior que o anterior e que permita, consequentemente, uma versatilidade e um alcance maiores nos intercâmbios funcionais com o meio. (COLL et al., 2000, p. 370).
Nessa fase do ciclo de aprendizagem, os estudantes foram estimulados a explorar o modelo, com o intuito de responderem satisfatoriamente à questão 1.
Em sua totalidade, conseguiram extrair as informações do modelo (que reações reversíveis, são reações em que os reagentes formam produtos que por sua vez podem reagir entre si regenerando os reagentes), respondendo satisfatoriamente à questão. Este foi um indicativo de que o modelo foi bem elaborado.
No entanto, apresentaram dificuldades ao justificarem a resposta coerentemente, muito provavelmente em decorrência da dificuldade em expressar com clareza a interpretação de conceitos que envolvem a linguagem científica. Por essa razão, conforme exemplifica-se no quadro 4, categorizou-se as respostas em: acerto com justificativa correta e acerto com ressalvas. Foram categorizadas como acerto com justifica correta, as respostas que fizeram referência ao fato de no EQ ocorrer a coexistência de produtos e de reagentes. As respostas que não indicavam essa especificidade do EQ foram categorizadas como acerto com ressalvas.
Quadro 4 - Representação de reação reversível de acordo com os estudantes
Categorização Exemplos de Respostas
Acerto com justificativa correta “Alternativa C porque simultaneamente os produtos formando reagentes e reagentes formando produto”.
“Alternativa C, pois nela o reagente se torna produto ao mesmo tempo que o produto se torna reagente”.
“A letra C, pois de todas ela apresenta condições de formação de reagentes e produtos sendo assim uma reação reversível”.
Acerto com ressalvas “Porque a C é a única que apresenta um produto reversível”.
Fonte: Elaborado pelo autor (2019).
A figura 5 apresenta a porcentagem de estudantes que apresentaram acerto com justificativa correta e a porcentagem dos que apresentaram acerto com ressalvas.
Figura 5 – Representação de reação reversível de acordo com os estudantes
Fonte: Elaborada pelo autor (2019).
A questão 02 tratava-se de uma questão de criação de conceito, no qual objetivou-se que o estudante pudesse representar a reação de esterificação do ácido acético, considerando ser esta uma reação reversível, conforme representado abaixo.
76% 24% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
(7)
Um ponto importante dessa questão é que na atividade não se representava a fórmula da molécula de água, com o intuito de identificar os níveis representacionais dos estudantes no que se refere a linguagem simbólica. Conforme discutido anteriormente uma das dificuldades no ensino de Química é o fato dessa disciplina ser abordada em três níveis: macroscópico, simbólico e microscópico.
Por essa razão, a maioria das questões das atividades abordaram aspectos em que os estudantes deveriam transitar entre os três níveis.
QUESTÃO 02 (QC) - Sabendo-se que a reação de esterificação entre ácido acético (CH3COOH) e etanol (C2H5OH) produzindo acetato de etila (CH3COOC2H5) e água, trata-se de uma reação reversível, qual a forma adequada de se representar essa reação?
Conforme exemplificado no quadro 5, a maioria dos estudantes conseguiu responder corretamente a essa questão. No entanto, alguns não representaram a fórmula da molécula de água na reação (12%), ou não conseguiram fazer uma representação adequada. Mesmo os estudantes que não representaram a molécula de água tiveram suas respostas categorizadas como corretas, tendo em vista que o objetivo da questão não era avaliar o conhecimento sobre reações e equações químicas. As respostas que apresentaram inadequadamente a reação foram categorizadas como incorretas.
Quadro 5 - Representação da reação de esterificação na perspectiva dos estudantes
Categorização Exemplos de Respostas
Resposta correta “CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 +
H2O
Resposta incorreta “A = CH3, B = CO2, C = OH5 / CH3 + CO ⇌ OH
Fonte: Elaborado pelo autor (2019).
A figura 6 apresenta as porcentagens das categorias de respostas dos estudantes referentes a representação da reação de esterificação.
Figura 6 - Representação da reação de esterificação na perspectiva dos estudantes
Fonte: Elaborada pelo autor (2019).
A exemplo do que se observou nas respostas da questão 01, a análise das respostas dos estudantes na questão 02 e as observações descritas nas notas de campo, evidenciaram certa dificuldade por parte dos estudantes em fazerem uso da linguagem química, mesmo já tendo estudado o tema reações químicas e visto vários exemplos de reações em termoquímica e cinética química.
Este problema já tem sido reportado na literatura em diversos temas da química, inclusive equilíbrio químico e reações químicas.
[...] podemos afirmar que ao longo de muitas décadas, foi crescente a preocupação em estudar os problemas de aprendizagem relacionados às Reações Químicas. A principal dificuldade, segundo muitos autores, é devido ao fato do conhecimento químico ser construído pela combinação de três dimensões da realidade: macroscópica, microscópica e simbólica. (MACEDO; PENHA, 2014, p. 57).
Muito embora, cientes da representação da molécula de água (H2O), alguns estudantes a omitiram da reação, enquanto outros questionaram quais espécies seriam reagentes e quais seriam produtos.
No que se refere a questão 03, que pretendia que os estudantes conceituassem o que é uma reação reversível, ainda que maioria tenha acertado, evidenciou-se a dificuldade na formação de conceitos. Muito embora, na interação entre os estudantes e o professor pesquisador fosse perceptível o entendimento do conceito do que é uma reação reversível,
88% 12% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
algumas respostas não sintetizaram adequadamente o conceito de reversibilidade, pois não indicaram a possibilidade de coexistência de produtos e de reagentes, razão pela qual categorizou-se as respostas em: resposta precisa e resposta imprecisa.
QUESTÃO 03 (QC) - O que é uma reação reversível?
No quadro 6 exemplifica-se as respostas precisas (que foram aquelas em que os estudantes fizeram referência a reversibilidade da reação), e as imprecisas (aquelas que não fizeram referência a reversibilidade da reação). A figura 07 mostra a porcentagem para cada uma das categorias.
Quadro 6 - Conceito de reação reversível segundo os estudantes
Categorização Exemplos de Respostas
Resposta precisa “É uma reação em que simultaneamente são
reagentes formando o produto e o produto formando reagentes”.
“É uma reação que reagentes forma produtos e produtos forma reagentes”.
Resposta imprecisa “Reversível é quando o reagente muda de estado simultaneamente e depois volta ao seu estado natural formando produto”.
“É quando a reação vira produto e o produto vira reação”.
Fonte: Elaborado pelo autor (2019).
Figura 7 - Conceito de reação reversível segundo os estudantes
Fonte: Elaborada pelo autor (2019).
72% 28% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
O que se evidenciou na análise das respostas a essa questão e de forma mais geral na aplicação da atividade POGIL, foi a predominância de conceitos espontâneos por parte dos estudantes. No momento de socialização das respostas, alguns apresentadores dos grupos, conforme registro das notas de campo, afirmavam que os reagentes “viravam produto”, ou ainda “mudavam de estado”. Os apresentadores utilizavam, frequentemente, um repertório vocabular baseado em suas vivências. Esta observação vai ao encontro do papel da linguagem segundo os estudos de Vygotsky.
O que Vygotsky chama de processos mentais superiores refere-se àquelas ações de pensamento (raciocínio lógico, solução de problemas, etc), mediadas pela linguagem, que envolvem o controle consciente e deliberado sobre o próprio funcionamento intelectual, mas também a processos mais elementares que emergem da inserção cultural do homem, como a percepção, a atenção, a memória, a imaginação, etc. (DEL PRETTE; DEL PRETTE, 1995, p. 154, grifos nossos).
Nesse sentido, parece ser natural que diante de uma nova situação de aprendizagem o estudante apresente conceitos relacionados ao nível de organização da estrutura desses conceitos que possui naquele momento. “A linguagem é vista, portanto, não apenas como um instrumento de comunicação social ou de expressão do pensamento, porém como o próprio meio pelo qual o pensamento passa a existir.” (DEL PRETTE; DEL PRETTE, 1995, p. 155).
Portanto, a estruturação dos conceitos espontâneos em conceitos científicos precisa ser mediatizada, e nessa mediatização, a linguagem possui papel fundamental.
Dessa forma, compreendemos que a abordagem vygotskiana enfatiza um sujeito do conhecimento não apenas passivo, moldado por regulações externas, e nem tampouco apenas ativo, moldado por regulações internas, mas, um sujeito interativo e dinâmico em suas escolhas e atitudes, cuja história de vida vai sendo construída à medida que, socialmente, integra-se a outras histórias de vida, incorporando valores, hábitos e experiências, assim como a própria linguagem daqueles com quem interage. (NASCIMENTO; AMARAL, 2012, p. 577).
Para Vygotsky os conceitos espontâneos devem ser valorizados, uma vez que os conceitos científicos não são desenvolvidos prontamente, mas se desenvolvem em decorrência da capacidade cognitiva do sujeito de formar conceitos de forma geral.
Ou seja, os conceitos científicos não são assimilados em sua forma já pronta, mas sim por um processo de desenvolvimento relacionado à capacidade geral de formar conceitos, existente no sujeito. Por sua vez, este nível de compreensão está associado com o desenvolvimento dos conceitos espontâneos. Segundo Vygotsky, os conceitos espontâneos seguem seu caminho para o alto, em direção a níveis maiores de abstração, abrindo caminho para os conceitos científicos, em seu caminho para baixo, rumo a uma maior concretude. (SCHROEDER, 2007, p. 299).
Nessa fase do ciclo de aprendizagem, fase de criação de conceitos, a mediatização por parte do professor é fundamental. O professor pode direcionar, por meio de suas intervenções. Na perspectiva de Piaget seria o processo de autorregulagem, no qual é possível promover o equilíbrio com o conceito introduzido na questão anterior.
A questão 04 foi a primeira questão de aplicação de conceito da metodologia POGIL. Nela, objetivou-se que os estudantes aplicassem os conceitos explorados e criados nas questões anteriores a uma situação contextualizada. Buscou-se fazer com que o estudante não apenas representasse quimicamente o processo de desmineralização e remineralização do esmalte dos dentes, mas que também justificasse porque esse processo ocorre em termos de reversibilidade.
QUESTÃO 04 (QA) - A hidroxiapatita (Ca5(PO4)3OH)(s) é o principal constituinte do esmalte dos dentes. Quando o pH da saliva fica abaixo de 5,5, por certo tempo, a hidroxiapatita passa por um processo de desmineralização formando os íons 5 Ca2+ (aq) + 3 PO43- (aq) + OH- (aq). Quando o pH da saliva começa a se reestabelecer a hidroxiapatita começa a se remineralizar. Porque esse processo ocorre? Como você representaria essa reação?
Apresenta-se no quadro 07 alguns exemplos de respostas, que ao serem analisadas permitiram categorizá-las em: representação correta com justificativa precisa (para as respostas que apresentaram corretamente a equação química e justificaram a reversibilidade da reação), representação correta sem justificativa (para as respostas que apresentaram corretamente a equação química, mas não justificaram a reversibilidade da reação), e representação incorreta com justificativa imprecisa (para as respostas que não apresentaram corretamente a equação química e nem justificaram adequadamente a reversibilidade da reação).
Quadro 7 - Aplicação do conceito de reversibilidade de acordo com os estudantes
Categorização Exemplos de Respostas
Representação correta com justificativa precisa
“Ocorre pois o processo é uma reação reversível Ca5(PO4)3(OH)(s) ⇌ 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH-(aq).”
Representação correta sem justificativa “Ca5(PO4)3(OH)(s) ⇌ 5Ca2+
(aq) + 3PO43-(aq) + OH-
(aq).” Representação incorreta com justificativa
imprecisa
“porque é uma reação inrreversivel 5Ca2+ (aq) + 3PO43-(aq) OH-
Fonte: Elaborado pelo autor (2019).
Observando-se a figura 08, é perceptível que a maioria dos estudantes conseguiu aplicar corretamente e justificar coerentemente o conceito de reversibilidade. Desse modo, interpreta- se que, para o modelo 1 dessa atividade, o ciclo de aprendizagem atingiu o seu objetivo. O que sugere uma boa elaboração do modelo ou ainda que sua interpretação e/ou utilização foi bem mediada e/ou orientada.
Figura 8 - Aplicação do conceito de reversibilidade de acordo com os estudantes
Fonte: Elaborada pelo autor (2019).
MODELO 2
O modelo 2 da atividade 01 (Apêndice B) apresentava um jogo de futebol, com o intuito de utilizá-lo como analogia para que os estudantes fizessem associação com a ideia de dinamicidade do equilíbrio. 76% 12% 12% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Representação correta e justificativa precisa Representação correta sem justificativa Representação correta e justificativa imprecisa
A ideia era de que os estudantes pudessem associar as situações descritas no modelo com as reações em equilíbrio, que seriam apresentadas na atividade seguinte. Assim, os jogadores no gramado representavam os reagentes e os jogadores fora do gramado representavam os produtos da reação.
Objetivou-se que os estudantes compreendessem que o número de moléculas do meio reacional não sofre alteração, exceto se houver a adição de alguma das espécies químicas presentes na reação, ainda assim, a reação se ajusta de modo a minimizar a perturbação sofrida.
A ideia de dinamicidade é a ênfase desse modelo. Por essa razão é necessário que se pontue algumas limitações que podem ocasionar concepções alternativas nos estudantes, como por exemplo a visão compartimentalizada do equilíbrio, em que reagentes e produtos estão em ambientes separados e não no mesmo meio reacional. Ou ainda, a ideia de que a reação de formação de produtos e de reagentes ocorre em determinado intervalo de tempo e não continuamente. Essas limitações foram contornadas por meio de intervenções realizadas por meio de perguntas norteadoras, que direcionaram os estudantes a compreenderem a dinamicidade e a coexistência de reagentes e produtos no EQ.
As quatro primeiras questões do modelo 2 (Apêndice B) tratavam justamente do revezamento dinâmico dos jogadores no gramado. Estas eram questões de exploração, e como os estudantes de forma unânime não apresentaram dificuldade em respondê-las não se categorizou as respostas. Interpreta-se que a eficácia do modelo pode ser atribuída ao fato das questões apresentarem situações contextualizadas com a realidade dos estudantes. O revezamento de atletas em esportes coletivos é uma situação comum, e no caso dos jogadores de futebol, foi percebido com facilidade que este revezamento não alterava a quantidade de jogadores no gramado.
Na questão 05 buscou-se desenvolver no estudante a ideia de equilíbrio dinâmico para as questões da próxima atividade. As respostas que enfatizavam o aspecto dinâmico do revezamento (jogadores entrando e saindo do gramado) foram categorizadas como satisfatórias. As demais respostas figuraram entre as insatisfatórias. Exemplos dessas respostas são apresentadas no quadro 8.
QUESTÃO 05 (QC) – Ao final de uma das partidas um dos jogadores comentou que as partidas estavam muito boas, pois havia um equilíbrio dinâmico no revezamento dos jogadores em campo. Considerando a organização das partidas o que o atleta quis dizer com equilíbrio dinâmico?
Quadro 8 - Interpretação da analogia na perspectiva dos estudantes
Categorização Exemplos de Respostas
Resposta satisfatória “Que ao mesmo tempo que os mesmos
números de jogadores que saia entrava em campo de forma dinamica. ”
“Ele quis dizer que as mudanças que aconteciam no campo está em equilíbrio, pois o número de jogadores vai mudando simultaneamente. ”
Resposta insatisfatória “Que eles solberam se organizar para que ninguém ficasse sem jogar e que todos jogaram do mesmo jeito”.
Fonte: Elaborado pelo autor (2019).
A figura 9 mostra que a maioria dos estudantes (64%) apresentaram respostas satisfatórias. Em contrapartida, 36% apresentaram respostas insatisfatórias.
Figura 9 - Interpretação da analogia na perspectiva dos estudantes
Fonte: Elaborada pelo autor (2019).
A última questão do modelo 2 buscava desenvolver a ideia do efeito de um catalisador no EQ. O objetivo era de que o estudante percebesse gradativamente que da mesma forma que diminuir o intervalo das partidas não altera o número de jogadores entrando e saindo do gramado, apenas acelera esse processo, o uso de um catalisador não altera o EQ, apenas acelera a reação. Houve unanimidade de acertos nessa questão. Essa unanimidade também pode ser atribuída ao conhecimento dos estudantes no que se refere a dinâmica de revezamento dos esportes coletivos. 64% 36% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%
A primeira atividade POGIL revelou as potencialidades da metodologia para o estudo do EQ. Conforme observou-se pelas notas de campo, os estudantes demonstraram engajamento ao responderem as atividades de forma colaborativa. Observou-se ainda uma participação ativa durante a aula, tanto na fase de respostas quanto na fase de socialização. Alguns inclusive foram ao quadro representar reações químicas.
Um ponto positivo evidenciado nessa primeira abordagem, foi que estudantes que antes não participavam da aula ou que se ausentavam da sala e não retornavam, participaram ativamente e integralmente das atividades.
O discurso da coordenadora de um dos grupos chamou a atenção: “Essas atividades são boas porque a gente aprende”.
De fato, o que se evidenciou nessa primeira atividade foi uma participação ativa dos estudantes. Eles apresentaram também perguntas mais específicas para a interpretação das atividades.
Ao final da aplicação da primeira atividade, o pesquisador se deparou com um questionamento: e os estudantes que faltaram ao primeiro momento e perderam a explicação da metodologia? A resposta veio no segundo dia e foi dada por Vygotsky.