UMA NOVA ABORDAGEM METODOLÓGICA PARA O ESTUDO DE COMPOSTOS AROMÁTICOS NOS CURSOS TECNICOS DA ÁREA DE QUÍMICA DE NÍVEL MÉDIO

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1 UMA NOVA ABORDAGEM METODOLÓGICA PARA O ESTUDO DE COMPOSTOS AROMÁTICOS NOS CURSOS TECNICOS DA ÁREA DE QUÍMICA DE NÍVEL MÉDIO Antonio José CANTANHEDE FILHO 1 - prof.antoniofilho@ifma.edu.br Ana Alice Farias da COSTA 2 analilice@hotmail.com Francisca Girlane Viana dos SANTOS 1 - girlanevs@yahoo.com.br Marcelo Moizinho Oliveira 1 - marcelo@ifma.edu.br Jorge Raimundo da Trindade SOUZA 3 jrts@ufpa.br 1 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA) 2 Universidade Federal do Pará (UFPA) 3 Universidade Federal do Pará / Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas Resumo: Na Química Orgânica o termo aromático era usado para descrever compostos de aroma agradável, hoje, o termo identifica certos tipos de estruturas sem levar em consideração o aroma. Nos livros didáticos de Ensino Médio o estudo da aromaticidade dos compostos orgânicos ocorre de forma isolada. Devemos buscar a possibilidade de estabelecer, na prática educativa, uma relação entre aprender conhecimentos sistematizados com questões do cotidiano. O objetivo deste trabalho é discutir o conceito de compostos aromáticos a partir da análise dos livros didáticos de Química Orgânica do Ensino Médio e sugerir uma metodologia contextualizada sobre o estudo de compostos aromáticos. O estudo foi realizado com alunos dos cursos técnicos na área de Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão, Campus Zé Doca e Monte Castelo. A coleta de dados foi realizada com a aplicação de questionários investigativos nas turmas onde a disciplina de Química Orgânica já havia sido ministrada, aplicados antes e depois da aplicação de uma aula expositiva contextualizada, que abordou os conceitos de aromaticidade apresentado nos livros didáticos, artigos e revistas científicas. Os resultados da investigação apontam que a metodologia aplicada facilitou a compreensão do conceito de hidrocarbonetos aromáticos e aromaticidade. A contextualização no ensino motivou os alunos a interagir na prática educativa, confrontando suas próprias vivências com o conteúdo ministrado. Essa metodologia possibilita ao estudante uma visão crítica, dando condições para que esse possa construir conhecimentos significativos a sua vida prática, podendo assim, intervir como cidadãos na sociedade em que estão inseridos. Palavras-Chave. Compostos Aromáticos. Ensino de Química. Química Orgânica 1 INTRODUÇÃO Na Química Orgânica, o adjetivo aromático era usado para descrever compostos de aroma agradável encontrado em óleos produzidos por plantas e que possuíam a relação hidrogênio/carbono (H/C) bastante baixa, características próximas às do benzeno e compostos similares. Hoje, o termo aromático tem outro significado químico: identifica certos tipos de estruturas sem ter em conta a presença ou não de odor (RISSATO, 2005). Nos livros didáticos de ensino médio o estudo da aromaticidade dos compostos orgânicos ocorre de forma isolada. A aromaticidade nesses livros está ligada ao núcleo benzênico (RISSATO, 2005; CAREY; SUNDBERG, 1990). Quando o conhecimento vem da experiência com a realidade do fenômeno, pensamento científico para construções mais metafóricas que reais", ocasiona uma barreira, que acaba dificultando o desenvolvimento do pensamento abstrato, o qual é importante para o desenvolvimento do pensamento cientifico, gerando o que Bachelard chama de obstáculos epistemológicos (CASTRO, 2011). Os obstáculos didáticos são conhecimentos que se encontram relativamente estabilizados no plano intelectual e que podem dificultar a evolução da aprendizagem do saber escolar. É preciso estar atento às diferentes fontes de dificuldades na aprendizagem escolar. Se, por um lado, os obstáculos epistemológicos têm raízes históricas e culturais, por outro, estão relacionados também à dimensão social da aprendizagem (PAIVA, 2011). Os atores centrais do processo ensino e aprendizagem são os professores e alunos, portanto é essencial que estes sejam considerados na ação docente, levandose em conta suas influencias no processo de aprender (RODRIGUES; MENDES SOBRINHO, 2008). 416

2 A disciplina Química, por sua vez, é invariavelmente ensinada como uma ciência de conteúdo estático, ficando esquecidas as questões relativas à maneira como acontece à construção desse conhecimento (CHAGAS, 2011). Segundo Bachelard (1996) apud Paiva (2001): A evolução de um conhecimento pré científico para um nível de reconhecimento científico passa, quase sempre, pela rejeição de conhecimentos anteriores e se defronta com um certo número de obstáculos. Assim, esses obstáculos não se constituem na falta de conhecimento, mas, pelo contrário, são conhecimentos antigos, cristalizados pelo tempo, que resistem à instalação de novas concepções que ameaçam a estabilidade intelectual de que detém esse conhecimento. Para Bachelard (1996), os primeiros obstáculos são aqueles provocados pelas primeiras experiências, quando estas são realizadas ainda sem maiores reflexões e sem qualquer crítica (PAIVA, 2001). O que se tem constatado é que a imensa dificuldade de se contextualizar o conhecimento discutido em sala de aula, na Química especialmente. Não se respeita, nem se considera, por exemplo, o repertório de representações que o aluno tem sobre o mundo em sua volta, da Química presente no seu dia-a-dia. A Química, por sua vez, é invariavelmente ensinada como uma ciência de conteúdo estático (CHAGAS, 2001). Desta forma, uma formação fragmentada, rigidamente disciplinar, baseada na dicotomia teoria-prática não favorece em absoluto uma prática pedagógica centrada na aprendizagem dos alunos do ensino médio e isto tem feito com que os alunos ingressem na universidade com deficiências nas disciplinas básicas dos cursos, como é o caso da Química Orgânica. Nesse sentido, devemos buscar a possibilidade de estabelecer, na prática educativa uma relação entre aprender conhecimentos teoricamente sistematizados e as questões da vida real e de sua transformação (SOUZA JÚNIOR, 2008). 2 OBJETIVOS O presente trabalho teve como objetivo discutir o conceito de compostos aromáticos a partir da análise dos livros didáticos de Química Orgânica para o ensino médio e promover uma metodologia sobre o estudo de compostos aromáticos abordando conceitos mais abrangentes. O estudo foi realizado com a participação direta dos alunos dos cursos técnicos de nível médio do Instituto Federal de Educação Ciência Tecnologia do Maranhão (IFMA) do campus de Zé Doca e Monte Castelo, que possuem vários cursos voltados para a área de Química. 3 METODOLOGIA As atividades foram desenvolvidas no período de julho a dezembro de A primeira etapa baseou-se na aplicação de um questionário investigativo nas turmas onde os educandos já haviam cursado a disciplina de Química Orgânica, no qual se buscou coletar os conhecimentos prévios dos alunos, no que diz respeito à aromaticidade dos compostos orgânicos. A etapa seguinte consistiu em uma aula expositiva (duração de 50 minutos), onde buscouse mostrar aos educandos a importância dos compostos aromáticos no cotidiano, aplicação na indústria, medicina, agricultura, entre outros.a contextualização da aula se deu com a leitura de um texto publicado pelo jornal Folha de São Paulo (2009), o qual traz informações relevantes sobre o risco em que as pessoas estão expostas ao ingerir refrigerantes que contêm benzeno em sua composição química. Durante a aula, os alunos participaram de forma intensa com comentários e perguntas, demonstrando bastante interesse. Após o desenvolvimento da aula expositiva, foi aplicado um questionário avaliativo composto por oito questões que foi respondido individualmente em sala de aula. O questionário baseou-se em relatar de forma significativa a influência desta metodologia de modo a gerar aos discentes uma visão mais abrangente sobre compostos aromáticos para o desenvolvimento de competências referentes à disciplina de Química Orgânica. Ao final, da aula expositiva um novo questionário foi aplicado com o objetivo de relatar a influência desta metodologia com intuito de fornecer aos educandos uma visão mais ampla sobre 417

3 compostos aromáticos para desenvolvimento de competências referentes à disciplina de Química Orgânica. 3.1 Informações utilizadas para a elaboração dos questionários e do plano de aula. a) Levantamento de todos os conteúdos de Química Orgânica referentes ao plano de curso do ensino médio integrado técnico do IFMA; b) Levantamento bibliográfico desses conteúdos em livros didáticos de Química das editoras: Saraiva, Moderna e FTD para o ensino de nível médio; c) Levantamento bibliográfico desses conteúdos em livros didáticos de Química utilizados nos cursos de graduação e/ou pós-graduação de Química Orgânica; d) Edições de jornais, revistas e/ou artigos científicos cujo tema envolve o conhecimento dos compostos aromáticos associados ao conteúdo programático do plano de curso do médio - técnico do IFMA; e) Levantamentos dos recursos didáticos existentes no IFMA (Campus Zé Doca e Monte Castelo); f) Levantamento das disciplinas da matriz curricular dos cursos integrado técnico do IFMA; e g) Levantamento do número de alunos dos cursos técnicos integrados e subsequentes deste mesmo Instituto. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Com o primeiro questionário buscou-se identificar evidencias a respeito dos conhecimentos prévios dos alunos relacionados aos compostos aromáticos. Convém ressaltar que os alunos foram informados com antecedência sobre a aplicação dos questionários, bem como ao estudo a que eles se referem. O Gráfico 1 mostra o resultado das respostas dos alunos quando perguntamos a eles o que significa o termo aromático. Observa-se que a maioria dos alunos (54%) relaciona o termo aromático ao cheiro (aroma) das substâncias, 41% responderam que os mesmos estão intimamente ligados ao núcleo benzênico e a minoria cerca de 5% afirmam que o significado da aromaticidade está relacionado às duas alternativas. Gráfico 1: O que significa o termo aromático? 5% Relacionado ao cheiro 41% 54% Relacionado ao núcleo benzênico Relacionado às duas alternativas Diante dos aspectos observados, constata-se o equívoco dos alunos no que diz respeito ao significado da palavra aromático. Muitos deles associam o termo ao aroma comum em certas substâncias, outros confundem com o conceito que lhes foi ensinado nos seus livros didáticos de química e existem aqueles que o significado químico desses compostos refere-se não somente a presença de anel benzênico, como também acrescentam que este em sua especificidade apresenta um aroma característico. A maioria dos alunos utilizou o conceito abordado nos livros didáticos de química do Ensino Médio, a final esse é o único que eles conhecem. 418

4 O Gráfico 2 avalia o grau de facilidade dos alunos no que diz respeito ao conhecimento químico adotados nos livros didáticos de Química no Ensino Médio. Gráfico 2: Você tem facilidade para identificar um composto aromático tendo como base o conceito abordado nos livros á nível de Ensino Médio? 63% 37% SIM NÃO Verifica-se que 63% dos alunos responderam que possuem certa dificuldade para identificar um composto aromático quando utilizam os conceitos abordados nos livros do ensino básico. Alguns deles relataram em uma conversa fora da sala de aula à dificuldade de compreensão em determinados conteúdos da disciplina de Química Orgânica, levando-os a criar certa antipatia pela disciplina. Através desses comentários observa-se a concepção equivocada da Química Orgânica por parte desses alunos. Visualiza-se que 37% responderam que não possuem nenhuma dificuldade e que a mensagem transmitida pelos livros didáticos de química é de fácil compreensão. O Gráfico 3 mostra os resultados obtidos, no que se refere a importância dos compostos orgânicos no cotidiano. Gráfico 3: Qual a importância dos compostos aromáticos na sua vida cotidiana? 15% Desconhecem tal importância 85% Relataram a importância desses compostos Os resultados apresentados no gráfico 3 mostram que 85% dos alunos responderam desconhecer a importância dos compostos aromáticos e uma pequena porcentagem cerca de 15 % relataram a tamanha importância desses compostos no seu dia-a-dia. Diante dos resultados observados, constata-se que os conhecimentos sobre os compostos aromáticos, bem como a sua importância, não são comuns à maioria dos sujeitos envolvidos na pesquisa. No entanto, alguns deles afirmam que tais compostos apresentam uma estimada importância, devido à presença destes em vários produtos consumidos por eles no dia-a-dia, como por exemplo: creme dental, sabonete, medicamentos e combustíveis, por exemplo. O Gráfico 4 mostra os resultados analisados, no que diz respeito ao termo aromático repetido no segundo questionário, onde buscou-se validar a metodologia abordada na aula expositiva. 419

5 Gráfico 4: O que significa o termo aromático? 19% não está relacionado ao cheiro 81% relacionam ao conceito De acordo com o gráfico 4 podemos observar que o mesmo apresenta eventos bastante positivos, onde 81% dos alunos responderam que o termo aromático corresponde a certos tipos de substâncias sem necessariamente apresentar odor e cerca de 19% mencionaram que o mesmo está associado a três critérios em comum. Dado exposto, evidencia-se que o termo aromático ainda gera certa confusão quanto à sua compreensão, visto que para alguns alunos o seu significado químico está intimamente relacionado às condições de sua determinação, isto é, a obediência dos critérios mencionados na aula expositiva. No entanto, percebem-se resultados bastante positivos, considerando que a maioria compreendeu que o termo aromático hoje, não está mais relacionado ao cheiro das substâncias. Quando foi perguntado: Qual o conceito de hidrocarbonetos aromáticos? as respostas foram unânimes, que para um composto orgânico ser aromático ele precisa obedecer a elementos em comum, ou seja, precisa ser cíclico, possuir estrutura planar e obedecer à regra de Huckel. Diante dos resultados observados se constata que os mesmos caracterizam a relevância inerente desse procedimento de ensino-aprendizagem, visto que o mesmo contribuiu bastante para o aprimoramento das habilidades e competências desse nível de conhecimento estudantil. O gráfico 5 mostra os resultados avaliados em função dos números percentuais de acertos das alternativas que apresentavam estruturas aromáticas e não aromáticas. Gráfico 5: Marque as estruturas que possuem aromaticidade: 32% 66% 2% não acertou nenhuma acertou a maioria acertou todas Considerando os dados apresentados no gráfico 5 percebemos que 2% dos alunos não conseguiram identificar a aromaticidade em nenhuma das estruturas exibidas, já 32% acertaram todas as alternativas e cerca de 70% acertaram a maioria das alternativas. Logo se percebe que embora o conceito de aromaticidade dos compostos orgânicos seja de conhecimento dos alunos ainda há uma carência no que diz respeito à compreensão, visto a dificuldade que eles apresentaram diante de certas estruturas, como por exemplo, íons aromáticos. Entretanto, não podemos esquecer que uma parcela considerável dos estudantes obteve sucesso ao determinar se há aromaticidade nos compostos em questão, provando mais uma vez a importâncias dessa metodologia para a aprendizagem dessa modalidade de ensino. 420

6 O gráfico 6 mostra os resultados quanto ao momento em que os alunos tomaram conhecimento dos elementos necessários para se identificar as propriedades aromáticas de determinados compostos orgânicos. Gráfico 6: Quando você tomou conhecimento da existência desses critérios, antes ou durante a aula expositiva? 5% 18% Durante a aula expositiva 77% Antes, no entanto só compreenderam durante a aula expositiva Com base no gráfico 6 podemos observar que 77% dos alunos só tomaram conhecimento dos critérios que determinam se um composto cíclico com duplas ligações é ou não aromático durante a aula expositiva. Nos intervalos entre 5% e 18% dos estudantes afirmaram que já conheciam essas condições, sendo que o primeiro evento (5%) revelaram que conheciam, porém não compreendiam, e acrescentam que só no momento das discussões da aula expositiva é que esse conhecimento químico se tornou mais claro. O gráfico 7 avalia as opiniões dos alunos acerca da utilização desse recurso didático. Gráfico 7: Você acha que a utilização desse recurso didático facilita a relação ensino/aprendizagem de Química? 0% SIM NÃO 100% Como podemos observar todos os envolvidos na pesquisa afirmaram que com esta metodologia de ensino, torna-se mais fácil a compreensão do conceito de hidrocarbonetos aromáticos e aromaticidade. 421

7 Gráfico 8: Você encontrou alguma dificuldade para identificar compostos que possuem aromaticidade após utilizar os critérios que determinam tal aromaticidade? Se a resposta é sim cite quais foram. 31% 69% Não Sim Interpretando o gráfico 8 podemos observar que 69% dos entrevistados responderam que não tiveram dificuldade com relação à identificação dos compostos em questão, mencionaram também que o desenvolvimento da aula expositiva contribuiu de maneira significativa e 31% responderam que sim. A dificuldade encontrada por esses alunos é decorrente da falta de conhecimentos prévios dos conteúdos de Química para uma melhor compreensão da aula. 5 CONCLUSÕES Com base nas discussões desta pesquisa, a qual foi realizada com os alunos dos cursos técnicos de química do IFMA. Pode-se constatar que há uma necessidade indispensável de elementos conceituais imprescindíveis para o desenvolvimento cognitivo dos estudantes que concerne em adquirir competências e habilidades para a compreensão dos conteúdos da disciplina de Química Orgânica. Em resultado disso, esses aspectos podem se transformar em uma barreira epistemológica dos estudos crítico/científicos, haja vista que os alunos não dotavam de conhecimentos suficientes para responder corretamente questões básicas referentes aos compostos aromáticos, foco deste trabalho. Destaca-se a importância da aplicação de novas abordagens metodológicas no ensino de química orgânica, de modo a contribuir de forma diversificada nos contextos da ação docente. Percebeu-se que a estratégia de ensino adotada nesta pesquisa motivou os alunos a interagir ativamente na prática educativa, confrontando suas próprias vivências individuais e coletivas com o conteúdo ministrado pela aluna-graduanda durante a aula expositiva. Ressalta-se que embora a atuação da professora tenha sido fundamental nesse processo de ensino- aprendizagem, a integração ativa dos alunos neste processo educativo também foi essencial. Outro elemento importante desta pedagogia é possibilitar ao estudante uma visão crítica, dando condições para que este possa construir conhecimentos e que tais conhecimentos façam sentido à vida prática destes, podendo assim, intervir como cidadãos na sociedade que estão inseridos. As dificuldades evidenciadas em alguns momentos da pesquisa, no que diz respeito à compreensão dos alunos sobre a aromaticidade dos compostos orgânicos estão relacionadas em alguns casos pela falta de entendimento das estruturas cíclicas coplanares, visto que alguns ainda não haviam estudado na disciplina de química orgânica a unidade didática referente aos orbitais moleculares, hibridação sp, sp 2 e sp 3. Uma vez que estas são peças fundamentais para compreender a coplanaridade das estruturas cíclicas envolvidas. Portanto, o presente trabalho contribuiu de forma bastante significativa para a superação das barreiras encontradas pelos educandos nos assuntos fragmentados da disciplina de Química Orgânica, em especial a modalidade que diz respeito aos compostos aromáticos, mostrando que o recurso didático envolvido na pesquisa ajudou os alunos a compreender melhor a aromaticidade dos compostos orgânicos, fato este comprovado através de um dos resultados que mostraram que a maioria (69%) dos alunos, após o desenvolvimento da aula expositiva não tiveram dificuldade em identificar compostos aromáticos. Essas são evidencias quanto ao sucesso da metodológica abordada, 422

8 a qual serviu como ferramenta indispensável para a compreensão da aromaticidade nesse processo de ensino-aprendizagem. REFERÊNCIAS BACHERLARD, Geston. A formação do espírito cientifico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento. São Paulo: Contraponto, 1996, 316 p. CASTRO, Leandro de; AIRES, Joanez Aparecida; GUIMARÃES, Orliney Maciel. Modelos atômicos nos livros didáticos de química: obstáculos à aprendizagem? Disponível em: < >. Acesso em: 24 de Novembro de CAREY, F.A.; SUNDBERG, R.J. Advanced Organic Chemistry. 3. ed. New York: Plenum Press, 1990 p CHAGAS, José Aercio Silva das. Obstáculos encontrados no processo de compreensão do conceito de reação química. Colégio de Aplicação, UFPE. Disponível em: < Acesso em: 24 de Novembro de PAIVA, Luiz Carlos. Obstáculos epistemológicos e didáticos Disponível em: < Acesso em: 01de novembro de RISSATO, S. R.; GERENUTTI, M. Química Orgânica: Compreendendo a Ciência da Vida. São Paulo, Campinas: Átomo, p RODRIGUES, M. T. P & MENDES SOBRINHO, J. A. C. Obstáculos didáticos no cotidiano da prática pedagógica do enfermeiro professor. Revista brasileira de enfermagem, v 61, n. 4, 2008, p SOUZA JÚNIOR, J.A. et al. Importância do Monitor no Ensino de Química Orgânica na Busca da Formação do Profissional das Ciências Agrárias. In: XI Encontro de Iniciação à Docência, 4, 2008, João Pessoa. Anais Eletrônicos...João Pessoa: PB, ENSINO DA QUÍMICA (ENQUI) 423