Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP

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1 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP Chemistry in the Paulista High School: where are the weaknesses in learning? A diagnosis from the results SARESP Resumo Guaracy Tadeu Rocha a, b a Lígia Maria Vettorato Trevisan Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo a, c a Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão Rodrigo de Souza Bortolucci a O trabalho pretendeu identificar, na perspectiva do avaliador externo e a partir do desempenho dos alunos nas provas SARESP 00, 0 e 04, os conteúdos que apresentam fragilidades no aprendizado e, em consequência, quais as habilidades a eles associadas, definidas para Química/Ensino Médio, não foram desenvolvidas. No período foram avaliadas 40 das 57 habilidades descritas na Matriz para Avaliação SARESP Química. Em 7 delas o percentual médio de alunos que indicou a resposta correta em itens que aferem essas habilidades, ficou abaixo de 50%. Os dados apresentados apontam os conhecimentos nos quais a aprendizagem não se efetivou plenamente. As maiores fragilidades estão em habilidades que demandam prever as quantidades de reagentes e produtos (em massas, massas molares e quantidade de matéria); reconhecer o número atômico e o número de massa; relacionar as ideias sobre a estrutura com as propriedades da matéria; realizar cálculos e fazer estimativas usando dados de massa, volume, densidade, temperatura, solubilidade, aplicando os na identificação de substâncias. Esse diagnóstico permite aos professores rever e discutir estratégias de ensino que favoreçam a aprendizagem da Química, desenvolvendo e consolidando as habilidades desejadas para o final do Ensino Médio. Palavras chave: Química. Avaliação. Ensino Médio. SARESP. Abstract The purpose of this manuscript is to evaluate the impact of cluster sampling design on the estimation of the This paper aims to point, from the perspective of the external evaluator, the topics of Chemistry that are covered in high school chemistry classes, for which a weakened learning had been identified from the results of student performance in a large scale educational evaluation project carried out in the São Paulo State Basic Education System (SARESP) at 00, 0 and 04. The analysis of the student performance in these three test editions allowed to identify the lack of skills to predict the quantities of reactants and products (mass, molar mass or material quantities), to recognize the atomic and mass number, to relate conceptual knowledge about structure and properties of matter, and to get or calculate mass, a b c Fundação Vunesp, São Paulo/SP Brasil. Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista UNESP, Botucatu/SP Brasil. Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista UNESP, Guaratinguetá/SP Brasil.

2 96 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci volume, density, temperature and solubility data needed to the identification of chemical substances.coefficient H that plays a key role in the construction of the Mokken scale and it is also important for the evaluation of the quality of this scale. To investigate empirically the effect of cluster sampling design was considered the reference population: the junior high school students, in public schools in the urban area of the state of Rio de Janeiro, who took the Prova Brasil 007. The responses to a set of 0 dichotomized items that measure the economic capital of the students families were used in the calculation of H. Repeated samples were selected from same reference population using two sampling designs: ACS (simple random without replacement cluster sampling) and SRSWOR (simple random sampling without replacement). The results show significant effect of cluster sampling design on the estimation of Loevinger H coefficient. Moreover, the possibility of using multilevel models must be evaluated. It is also important to mention that the SARESP test organization is based on a framework that allows the investigation of the development of fifty seven skills related to chemistry contents effective learning at high school level. In the SARESP editions 00, 0 and 04, items dealing to forty of those skills were presented to student response. The general results showed the average percentage of students who indicated the correct answer to test items related to twenty seven skills did not reach 50%. SARESP evaluation provides information useful for the revision and discussion of teaching strategies that improve the learning of Chemistry, aiming to develop and to reinforce the desired skills for the end of high school. Keywords: Chemistry. Large scale evaluation. High School. SARESP. Introdução Em 008, a Secretaria da Educação do Estado de São Paulo elaborou uma proposta curricular para as escolas da rede estadual nos níveis de Ensino Fundamental (Ciclo II) e Ensino Médio. Em sua versão atualizada, de 0, O CURRÍCULO DO ESTADO DE SÃO PAULO para CIÊNCIAS DA NATUREZA e SUAS TECNOLOGIAS apresenta os conceitos fundamentais que devem ser tratados no do Ensino Médio, propõe os temas de estudo que visam assegurar a compreensão desses conceitos e os conteúdos disciplinares a serem desenvolvidos em cada série e bimestre letivo. Segundo o documento Currículo do Estado de São Paulo, na Química o aluno deve ganhar uma compreensão dos processos químicos em estreita relação com suas aplicações tecnológicas, ambientais e sociais, de modo a poder tomar decisões de maneira responsável e crítica e emitir juízos de valor, em nível individual ou coletivo. Para que isso ocorra, a aprendizagem deve estar associada às competências do saber fazer, saber conhecer e saber ser em sociedade.... No domínio da comunicação e expressão, o ensino de Química deve propiciar ao aluno saber reconhecer e utilizar a linguagem química; analisar e interpretar textos científicos; e saber buscar informações, argumentar e posicionar se criticamente. No domínio da compreensão e investigação, o aluno deve desenvolver habilidades como identificar variáveis relevantes e regularidades; saber estabelecer relações; reconhecer o papel dos modelos explicativos na ciência, saber interpretá los e propô los; e articular o conhecimento químico com

3 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 97 outras áreas do saber. No domínio da contextualização e ação, o ensino de Química deve ocorrer de forma que o aluno possa compreender a ciência e a tecnologia como partes integrantes da cultura humana contemporânea; reconhecer e avaliar o desenvolvimento da Química e suas relações com as ciências, seu papel na vida humana, sua presença no mundo cotidiano e seus impactos na vida social; reconhecer e avaliar o caráter ético do conhecimento científico e tecnológico; e utilizar esses conhecimentos no exercício da cidadania.. Para verificar se as habilidades e competências propostas para cada etapa de ensinoaprendizagem escolar, se encontram em efetivo desenvolvimento entre os alunos, o Governo o Estado de São Paulo faz realizar, desde 996, o SARESP Sistema de Avaliação do Rendimento Escolar do Estado de São Paulo, que se caracteriza como uma avaliação externa da Educação Básica, que tem como finalidade fornecer informações consistentes, periódicas e comparáveis sobre a situação da escolaridade básica na rede pública de ensino paulista, capazes de orientar os gestores do ensino no monitoramento das políticas voltadas para a melhoria da qualidade do ensino. Em 04, o Governo do Estado de São Paulo, através da Secretaria de Estado da Educação, fez realizar a 7ª edição do SARESP, cuja operacionalização ficou pelo quinto ano consecutivo sob a responsabilidade da Fundação para o Vestibular da UNESP VUNESP, instituição pública, com personalidade jurídica de direito privado, sem fins lucrativos, criada em 6 de outubro de 979 pelo Conselho Universitário da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho UNESP. Desde 007, o SARESP utiliza a metodologia da Teoria da Resposta ao Item TRI em todos os anos e disciplinas avaliados, o que permite a comparação dos resultados ano a ano e o acompanhamento da evolução dos indicadores de qualidade da educação. O desempenho dos alunos no SARESP bem como a descrição da proficiência em Ciências e Ciências da Natureza Biologia, Física e Química são ancorados em uma escala própria, adotada em 008 com base no mesmo referencial definido para as demais disciplinas, qual seja, a média de 50 pontos no 9º ano do Ensino Fundamental e um desvio padrão de 50 pontos, para as duas disciplinas. Ciências da Natureza passou a integrar o SARESP apenas em 008, e é aplicada a cada dois anos. No SARESP 04, a média de proficiência igual a 76, é a mais alta desde 008. Em que pese a evolução positiva, a média aferida no conjunto das escolas da rede estadual ainda está distante de 350, a média de proficiência esperada para esse nível de escolaridade. Considerando que a proficiência aferida pelo SARESP para cada ano/série considerados é obtida a partir da metodologia da Teoria da Resposta ao Item TRI, não há uma correspondência direta e positiva entre proporção de acertos na prova e nível de proficiência aferida. Alunos e/ou

4 98 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci turmas com uma proporção média de acertos superior à de outro aluno/turma não têm, necessariamente, proficiência maior. Na TRI, o que determina o grau de proficiência dos alunos não é o score, ou o número de itens respondidos corretamente, mas sim os parâmetros estatísticos que caracterizam o item e as características do conjunto de itens acertados na prova. Dentre esses parâmetros, a discriminação do item, a dificuldade do item, a probabilidade de acerto ao acaso. Desse modo, alunos que acertaram um mesmo número de itens podem receber diferentes proficiências, em razão das características dos itens que acertaram. Os dados apresentados neste trabalho, e a discussão que deles se faz, referem se ao percentual de acertos nas provas, aos scores. Referem se ao percentual médio de alunos que indicou a resposta correta para o conjunto de itens da prova Ciências da Natureza em uma dada disciplina: Química; para o conjunto de itens associados a uma mesma habilidade da Matriz de Referência para Avaliação SARESP Química. Portanto, esses dados referem se mais propriamente à Teoria Clássica dos Testes TCT, mas trazem informações relevantes que podem ser interpretadas na perspectiva pedagógica e constituem se em elementos que permitem diagnóstico de fragilidades pontuais. Na interpretação desses dados, há que se considerar que parte dos alunos indicou a resposta correta não por que dominam o conteúdo ou apresentam a habilidade requerida. O acerto pode ter sido casual; a alternativa correta pode ter se mostrado atrativa mesmo para aqueles que não dominam o tema, etc. Ainda assim, esses resultados podem se compor àqueles fornecidos pela TRI, ampliando os elementos a partir dos quais o professor pode fazer a interpretação pedagógica dos resultados. Objetivo Identificar, na perspectiva do avaliador externo e a partir do desempenho dos alunos nas provas de Ciências da Natureza do SARESP 00, 0 e 04, os conhecimentos em que há fragilidades na aprendizagem e, em consequência, quais as habilidades da Química no Ensino Médio não foram consolidadas. Metodologia Os dados foram obtidos a partir dos resultados da aplicação das provas Ciências da Natureza no SARESP Sistema de Avaliação do Rendimento Escolar do Estado de São Paulo, edições 00, 0 e 04, cuja operacionalização esteve sob responsabilidade da Fundação Vunesp. Não foram incluídos os dados da edição 008 em razão de a Matriz de Referência de Avaliação SARESP estar, à época, em finalização, comprometendo a classificação dos itens segundo

5 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 99 habilidade avaliada, mas também em razão da prova Ciências da Natureza apresentar outro formato, com itens de múltipla escolha com 04 alternativas de resposta, o que impacta a distribuição dos alunos dentre os distratores e, principalmente, o percentual de acerto ao acaso. Em cada uma das edições do SARESP, a aplicação da prova de Ciências da Natureza foi censitária para os alunos da 3ª série do Ensino Médio das escolas da rede pública estadual paulista administradas pela Secretaria de Estado da Educação. O número de alunos participantes da prova de Ciências da Natureza nas edições 00, 0 e 04 do SARESP foi, respectivamente, 35.97, e Em cada uma das edições do SARESP, a prova de Ciências da Natureza foi composta por 04 itens (questões) de múltipla escolha, cinco alternativas de resposta. Dentre os 04 itens, 39 deles relativos ao conteúdo curricular e habilidades da disciplina Biologia, 6 deles relativos ao conteúdo curricular e habilidades da disciplina Química e 6 deles relativos ao conteúdo curricular e habilidades da disciplina Física, além de 3 itens relativos ao conteúdo curricular e habilidades do 9º ano do Ensino Fundamental, com os quais é possível comparar a consolidação de habilidades ao longo da trajetória escolar. Os 04 itens da prova de Ciências da Natureza foram organizados em 6 diferentes Cadernos de Provas, cada caderno com 4 questões, segundo a metodologia de Blocos incompletos Balanceados (BIB), o que permite utilizar um grande número de itens por série e por disciplina e classificar os níveis de desempenho dos alunos em relação ao desenvolvimento de competências e habilidades com maior amplitude. O tratamento estatístico dos dados foi feito pelo software ITEMAN 4., o qual forneceu o percentual de indicação para cada alternativa do item (gabarito e distratores), em cada edição do SARESP aqui considerada. O percentual de acertos para o conjunto de itens de cada habilidade, no conjunto das edições do SARESP, foi obtido por média ponderada. Para efeito de apresentação neste trabalho, foram selecionados os percentuais de indicação de resposta para os itens de conteúdo e habilidades da Química no Ensino Médio. Nas três edições do SARESP consideradas nesse trabalho, as habilidades em Química avaliadas na prova de Ciências da Natureza e o número de itens apresentados para cada habilidade estão descritas na Tabela 0, a seguir. A Tabela, registra as habilidades de Ciências da Natureza Química, que não foram avaliadas no SARESP edições 00 a 04.

6 00 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci Tabela 0 Distribuição de itens aplicados nas provas 00 a 04 por habilidade descrita na Matriz de Referência para Avaliação Química SARESP. Habilidade H0 H05 H07 H08 H0 H H H4 H6 H7 H8 H9 H0 H Descrição Descrever as transformações químicas em linguagem discursiva e representá las por meio de fórmulas e equações químicas (e vice versa). Reconhecer as variáveis (estado de agregação, temperatura, concentração e catalisador) que podem modificar as velocidades (rapidez) de transformações químicas. Realizar cálculos para estimar massas, massas molares, quantidades de matéria (mol), número de partículas e energia envolvida em transformações de combustão e em transformações químicas em geral. Explicar no nível microscópico, usando o modelo atômico de Dalton, como as variáveis (estado de agregação, temperatura, concentração e catalisador) podem modificar Aplicar o modelo atômico de Dalton para interpretar as transformações químicas, a conservação de massa, as proporções fixas entre reagentes e produtos e a energia envolvida. A partir de equações balanceadas, prever as quantidades de reagentes e produtos envolvidos em termos de massas, massas molares e quantidade de matéria. Analisar critérios tais como poder calorífico, quantidade de produtos (CO) custos de produção e impactos ambientais de combustíveis para julgar a melhor forma de obtenção de calor em uma dada situação. Fazer previsões a respeito da energia envolvida numa transformação química, considerando a ideia de quebra e formação de ligações e os valores das energias de ligação. Fazer previsões qualitativas, usando modelos explicativos, sobre como composições de variáveis podem afetar as velocidades de transformações químicas. Reconhecer que existem transformações químicas cujos rendimentos são inferiores aos previstos estequiometricamente, que não se completam, em que reagentes e produtos coexistem em equilíbrio químico dinâmico: as velocidades das transformações diretas são iguais às velocidades das transformações inversas. Reconhecer os fatores que alteram os estados de equilíbrio químicos: temperatura, pressão e mudanças na concentração de espécies envolvidas no equilíbrio. Conhecer variáveis que podem modificar a velocidade (rapidez) de uma transformação química. Utilizar valores da escala de ph para classificar soluções aquosas como ácidas, básicas e neutras (a 5ºC), e calcular valores de ph a partir das concentrações de H+, e viceversa. Calcular a constante de equilíbrio de uma transformação química a partir de dados empíricos apresentados em tabelas e relativos às concentrações das espécies que coexistem em equilíbrio químico e vice versa. Aplicar os conhecimentos referentes às influências da pressão e da temperatura na rapidez e na extensão de transformações químicas de equilíbrio, para escolher condições reacionais mais adequadas. Nº de itens na série H3 Reconhecer e localizar os elementos químicos na tabela periódica. Continua

7 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 0 Continuação. H4 H5 H6 H7 H8 Reconhecer a destilação fracionada como método de separação que se baseia nas diferentes temperaturas de fusão ou de ebulição de diferentes misturas (petróleo, ar atmosférico) e a cristalização fracionada, como maneira de separação de sais dissolvidos em água usando suas diferentes solubilidades. Reconhecer a dependência entre a solubilidade de gases em líquidos com as condições de pressão e de temperatura. Reconhecer o número atômico como o número de prótons, o qual caracteriza o elemento químico, e o número de massa como o número de prótons e nêutrons. Identificar materiais por meio de suas propriedades específicas e aplicar estes conhecimentos para escolher métodos de separação, de armazenamento, de transporte, assim como seus usos adequados. Interpretar as ideias de Rutherford e de Bohr para entender a estrutura da matéria e sua relação com as propriedades da matéria. H9 Relacionar nomes de compostos orgânicos com suas fórmulas estruturais e vice versa. 4 H30 H3 H3 H35 H36 H38 H40 H4 H43 H44 H45 H47 Continua. Reconhecer a importância das propriedades da água para a manutenção da vida no planeta Terra (calor específico e o fato de solubilizar muitos sais importantes). Relacionar propriedades de sólidos e líquidos (temperaturas de fusão e de ebulição, volatilidade, resistência à compressão, condutibilidade elétrica) com o tipo de ligações presentes (iônicas covalentes e metálicas) e com os tipos de interação eletrostática interpartículas (London e ligações de hidrogênio). Saber preparar soluções a partir de informações de massas, quantidade de matéria e volumes e a partir de outras soluções mais concentradas. Analisar informações de gráficos e tabelas para estimar o estado físico dos materiais a partir de suas temperaturas de fusão e de ebulição e para diferenciar substâncias de misturas. Realizar cálculos e fazer estimativas usando dados de massa, volume, densidade, temperatura, solubilidade e relacionar os resultados obtidos com dados tabelados para identificar substâncias, diferenciar substâncias puras de misturas de substâncias. Avaliar e escolher métodos de separação de substâncias (filtração, destilação, decantação, etc) com base nas propriedades dos materiais. Aplicar conceitos de separação de misturas, de solubilidade, de transformação química para compreender os processos envolvidos no tratamento da água para consumo humano e em outras situações cotidianas. Reconhecer que há transformações químicas que ocorrem com o envolvimento de energia elétrica. Interpretar os processos de oxidação e de redução a partir de ideias sobre a estrutura da matéria. Relacionar a energia elétrica produzida e consumida na transformação química com os processos de oxidação e redução, e aplicar esses conhecimentos para explicar o funcionamento de uma pilha galvânica e os processos eletrolíticos. Avaliar as implicações sociais e ambientais das transformações químicas que ocorrem com o envolvimento de energia elétrica e os impactos ambientais causados pelo descarte de pilhas galvânicas e baterias. Reconhecer alguns agentes poluidores do meio ambiente, como por exemplo, esgotos residenciais, industriais e agropecuários, detergentes, praguicidas, gases solúveis em água, materiais sólidos tóxicos ou de difícil degradação. 4 3

8 0 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci Continuação. Habilidade H48 H49 H50 H5 H53 H54 H56 H57 Descrição Interpretar dados apresentados em gráficos e tabelas relativos ao critério brasileiro de potabilidade da água, para avaliar grau de poluição. Escrever fórmulas estruturais de hidrocarbonetos a partir de sua nomenclatura e viceversa, e reconhecer o petróleo como fonte de hidrocarbonetos. Classificar substâncias como isômeras, dadas suas nomenclaturas ou fórmulas estruturais reconhecendo que apresentam diferentes fórmulas estruturais, diferentes propriedades físicas (como temperaturas de fusão, de ebulição e densidade) e mesmas fórmulas moleculares. Reconhecer as principais fontes de emissão dos gases responsáveis pela intensificação do efeito estufa, pelo aumento da acidez de chuvas, pela depleção da camada de ozônio e reconhecer que a poluição atmosférica está relacionada com o tempo de permanência, a solubilidade dos gases poluentes, assim como com as reações que envolvam estes gases. Interpretar figuras, diagramas, esquemas e textos referentes à formação da chuva ácida, ao efeito estufa, aos ciclos do carbono, do oxigênio, da água e do nitrogênio para compreender como se inter relacionam, assim como a importância de se fazer escolhas conscientes de consumo e de descarte. Interpretar os ciclos da água, do nitrogênio, do oxigênio, do gás carbônico, suas interrelações e seu papel na manutenção ou deterioração do equilíbrio ambiental. Avaliar vantagens e desvantagens do uso de diferentes tipos de combustíveis e de energias: combustíveis fósseis, biomassa, energia solar, movimento de ventos e de águas (hidrelétricas e marés), oxidação (queima) de gás hidrogênio. Avaliar custos e benefícios sociais, ambientais e econômicos da transformação e utilização de materiais; refletir sobre hábitos de consumo levando em conta os 4 Erres e avaliar propostas de intervenção na sociedade tendo em vista os problemas ambientais relacionados à química. Nº de itens na série Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. Tabela 0 Habilidades descritas na Matriz de Referência para Avaliação Química não avaliadas no SARESP Habilidade H0 H03 H04 H06 Continua. Descrição Reconhecer a ocorrência de transformações químicas no dia a dia e no sistema produtivo por meio de evidências macroscópicas. Descrever as principais ideias sobre a constituição da matéria usando as ideias de Dalton e reconhecer a importância e as limitações do uso de modelos explicativos na ciência. Reconhecer a conservação de massa e as proporções fixas entre as massas de reagentes e produtos e a energia envolvidas em uma transformação química. Representar energia de ativação em diagramas de energia, e reconhecê la assim como a orientação de colisão entre partículas, como fatores determinantes para que ocorra uma colisão efetiva.

9 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 03 Continuação. H09 H3 H5 H H33 H34 H37 H39 H4 H4 H46 H5 H55 Reconhecer que transformações químicas podem ocorrer em mais de uma etapa e identificar a etapa lenta de uma transformação química como a determinante da velocidade com que esta ocorre. Interpretar a transformação química como resultante da quebra de ligações nos reagentes e formação de novas ligações, que resulta nos produtos. Interpretar reações de neutralização entre ácidos e bases fortes de Arrhenius como reações entre H+ e OH e saber prever a quantidade de base forte que deve ser adicionada a um ácido forte, para que a solução obtida seja neutra dadas as concentrações das soluções. Avaliar, dentre diferentes transformações químicas, qual apresenta maior extensão, dadas as equações químicas e as constantes de equilíbrio correspondentes. Saber expressar e interrelacionar as composições de soluções em g.l e mol.l, ppm, % em massa e em volume. Reconhecer ligações covalentes em sólidos e em macromoléculas, ligações iônicas em sais sólidos e líquidos, e ligações metálicas em metais, e entender a formação de uma substância a partir das interações eletrostáticas entre as partículas que a constitui. Escolher métodos de separação de substâncias e avaliar sua efetividade com base nas propriedades dos materiais presentes na mistura. Realizar cálculos que envolvam concentrações de soluções e de DBO e aplicá los para reconhecer a qualidade de diferentes águas. Fazer previsões a respeito do tipo de ligação química entre dois elementos considerando as suas posições na tabela periódica e as eletronegatividades. Reconhecer que há transformações químicas que ocorrem com o envolvimento de energia elétrica. Reconhecer métodos utilizados em escala industrial assim como suas importâncias econômicas e sociais para a obtenção de materiais e substâncias utilizados no sistema produtivo a partir da água do mar. Interpretar e aplicar dados de DBO para entender a importância do oxigênio dissolvido no meio aquático e entender problemas ambientais. Analisar e reconhecer por meio de fórmulas estruturais, os grupos funcionais característicos de substâncias orgânicas, relacioná las aos principais macronutrientes alimentares e refletir sobre a ideia da existência de alimentos sem química. Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. Resultados e Discussão A Tabela 03, a seguir, apresenta os percentuais médios de alunos que acertaram itens de Química nas provas Ciências da Natureza, SARESP 00, 0 e 04. Considerou se a média na totalidade de itens da prova e no conjunto de itens das três disciplinas que compõem Ciências da Natureza: Biologia, Física e Química.

10 04 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci Tabela 03 Percentual médio de alunos que indicou a resposta correta para o conjunto de itens nas provas SARESP 00, 0 e 04. 3ª série EM Ciências da Natureza SARESP Conjunto de itens da prova Conjunto de itens de Biologia Conjunto de itens de Física Conjunto de itens de Química 00 5,5 6,3 44,0 44,9 0 4,8 4,9 4, 44, ,0 44,4 4,9 48,0 Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. Verifica se que em 04 o percentual de alunos que indicou a resposta correta para itens de Química foi maior que aqueles dos anos anteriores, maior que o percentual verificado nas duas outras disciplinas que compõem Ciências da Natureza e maior que o percentual de alunos que indicou a resposta correta para o conjunto de 9 itens do ensino médio apresentados na prova 04. O percentual médio de acertos apresentado na tabela refere se à totalidade de itens da prova, o que resultou em um percentual médio superior àquele de 0. Porém, quando esses itens são agrupados por temas de conteúdo curricular, ou por habilidades, verifica se que para alguns grupos houve considerável aumento no percentual médio de alunos que indicou a resposta correta para os itens do conjunto, para outros um aumento mais discreto, e para outros uma diminuição no percentual médio de alunos que acertou os itens, como se verá a seguir. Ciências da Natureza Química Para Química, a Matriz de Referência para Avaliação SARESP organiza os conteúdos curriculares e as expectativas de aprendizagem em 05 competências de área que focalizam 05 conjuntos de conteúdos aos quais associam se as habilidades segundo as competências cognitivas para Observar (GI), Realizar (GII) e Compreender (GIII). A tabela a seguir sumariza a organização da Matriz de Referência para Avaliação.

11 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 05 Tabela 04 Química em Ciências da Natureza: Competências de Área, Competências do Sujeito e Habilidades da MRA/SARESP 3ª série Ensino Médio Competências de Área Competências Cognitivas G I Observar Habilidades da MRA/SARESP* Competências Cognitivas GI I Realizar. Competências Cognitivas G III Compreender.. Construir conceitos para identificar a ocorrência de transformações químicas, para explicar e prever a energia envolvida e as quantidades de produtos formados a partir das quantidades de reagentes, para explicar as diferentes velocidades apresentadas por diferentes transformações químicas, assim como a importância de se dominar esses conhecimentos para otimizar processos produtivos. Construir conceitos para a compreensão das leis de Lavoisier e Proust, modelo atômico de Dalton, mol, massa molar, balanceamento de transformações químicas e cálculos estequiométricos, transformações endo e exergônicas e endo e exotérmicas, transformações de combustão, transformações de neutralização entre ácidos e bases fortes, cinética química. Tema : Transformações químicas na natureza e no sistema produtivo. H, H, H3, H4, H5 e H6 H7, H8 e H9 H0, H, H, H3, H4, H5 e H6. Construir conceitos para compreender que existem transformações que não se completam atingindo um estado de equilíbrio químico e para valorizar a necessidade do controle das variáveis que agem sobre estes equilíbrios que viabilizam economicamente muitos processos industriais. Tema : Transformações químicas que apresentam rendimentos inferiores aos previstos estequiometricamente: equilíbrios químicos. H7 e H8 H9 e H0 H e H 3. Construir conceitos que permitam a compreensão das propriedades específicas de materiais, para entender, intervir e propor métodos de extração, de separação, de transporte, de refino e de utilização. Identificar propriedades específicas dos materiais (temperaturas de fusão e ebulição, densidade, solubilidade, condutibilidade elétrica, volatilidade), concentração de soluções, solubilidade de gases em água, eletronegatividade, forças de interação interpartículas (moléculas, íons, átomos isolados), isomeria de compostos orgânicos. Tema 3: Materiais e suas propriedades. H3, H4 e H5 H6, H7, H8, H9, H30, H3, H3, H33 e H34 H35, 36, H37, H38, H39, H40 e H4 4. Construir conceitos para a compreensão de transformações químicas que ocorrem com o envolvimento de energia elétrica, assim como as maneiras como os seres humanos delas se utilizam. Tema 4: Transformações químicas que envolvem diretamente energia elétrica. H4 H43 e H44 H45 Continua.

12 06 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci Continuação. Competências de Área 5. Construir conceitos e retomar conceitos de maneira integrada para analisar como os seres humanos interagem com o meio ambiente (o que dele retiram e o que nele introduzem) e para refletir sobre atitudes que podem ser tomadas para se garantir um desenvolvimento sustentável e ético. Tema 5: O que o ser humano extrai e introduz na atmosfera, hidrosfera e biosfera. Competências Cognitivas G I Observar H46 e H47 Habilidades da MRA/SARESP* Competências Cognitivas GI I Realizar. H48, H49, H50, H5, H5, H53 e H54 Competências Cognitivas G III Compreender. H55, H56 e H57 *Descrição das habilidades apresentada Tabela 0. Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. O Gráfico 0, a seguir, apresenta o percentual médio de alunos que indicou a resposta correta para itens apresentados ao longo de três edições do SARESP, 00, 0 e 04, para os alunos da 3ª série Ensino Médio, Química, agrupados segundo os temas de conteúdo definidos pela Matriz de Referência para Avaliação do SARESP. 3ª série Ensino Médio, Ciências da Natureza Química. 00,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 0,0 0,0 0,0 CA Tema CA Tema CA3 Tema 3 CA4 Tema 4 CA5 Tema 5 Tema : Transformações químicas na natureza e no sistema produtivo; Tema : Transformações químicas que apresentam rendimentos inferiores aos previstos estequiometricamente: equilíbrios químicos; Tema 3: Materiais e suas propriedades.; Tema 4: Transformações químicas que envolvem diretamente energia elétrica; Tema 5: O que o ser humano extrai e introduz na atmosfera, hidrosfera e biosfera. Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. Gráfico 0 Percentual médio de alunos que indicou a resposta correta por conjunto de itens, agrupados por temas de conteúdos, SARESP 00, 0 e 04.

13 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 07 Os percentuais de acerto no conjunto de itens propostos na prova de Ciências da Natureza do SARESP 00 a 04 Química mostram que os alunos foram mais bem sucedidos quando responderam questões propostas em habilidades que requerem a mobilização de conhecimentos sobre transformações químicas que envolvem diretamente energia elétrica (CA 4) e sobre os impactos causados pela atividade humana na atmosfera, hidrosfera e biosfera (CA 5). O percentual médio de alunos que indicou a alternativa correta nos itens apresentados nas provas foi próximo de 50%. Essa média de acertos é um resultado positivo, que põe em evidência um razoável domínio em conceitos sobre processos de oxidação e de redução, devendo ser também destacado que, de acordo com o currículo de Química, os conteúdos relativos a transformações químicas que envolvem diretamente energia elétrica são estudados na segunda série do Ensino Médio como parte do contexto de materiais e suas propriedades. Também é positivo o resultado em habilidades associadas aos impactos causados pela atividade humana na atmosfera, hidrosfera e biosfera. Segundo o Currículo do Estado de São Paulo, Atmosfera, hidrosfera e biosfera como fontes de materiais para uso humano é o tema dos estudos de Química na 3ª série do Ensino Médio. Em razão dessa posição na grade de estudos da 3ª série, e também pelo fato de que em muitos aspectos os conteúdos sobre atmosfera, biosfera e hidrosfera retomam temas já estudados em séries anteriores, bem como aprofundam outros aspectos referentes às transformações químicas, a expectativa era a de registros mais amplos nos acertos de itens que tratavam de aferir o estágio de desenvolvimento da construção e aplicação integrada de conceitos para analisar como os seres humanos interagem com o meio ambiente (o que dele retiram e o que nele introduzem). Cabe observar que em habilidades associadas às competências de área envolvendo Transformações químicas na natureza e no sistema produtivo (CA ), Materiais e suas propriedades (CA 3) e Equilíbrios químicos (CA ), os percentuais médios de alunos que indicam a resposta correta para os itens não alcançam 50% e isso sugere a necessidade de refletir sobre as razões que limitaram os acertos nos itens propostos na prova e investigar se há razões específicas que possam explicar o baixo rendimento nesses três temas. Os resultados da Química também põem em evidência que os alunos se mostram mais qualificados para resolver problemas que envolvem as competências para Observar e que as maiores fragilidades estão no Realizar. O Gráfico 0, a seguir, apresenta com maiores detalhes o percentual médio dos alunos que apresentou a resposta para itens associados às diferentes habilidades que compõem cada uma dos temas, no conjunto de itens aplicados nas provas SARESP 00, 0 e 04.

14 08 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci 00,0 80,0 60,0 40,0 0,0 0,0 Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. Gráfico 0 Percentual médio de alunos que indicou a resposta correta para o conjunto de itens de uma mesma habilidade, SARESP 00, 0 e 04, 3ª série Ensino Médio, Ciências da Natureza Química A despeito de, em Química, o desempenho médio dos alunos ter ficado abaixo de 50% no conjunto de itens em cada competência de área, verifica se pelo Gráfico 0 que esse desempenho médio pode superar os 50% quando se analisam habilidades específicas, e em quatro delas é superior a 60%. Em todas as competências de área há itens nos quais mais de 50% dos alunos indicou a resposta correta. Por outro lado, o gráfico também evidencia que em algumas habilidades o percentual médio de alunos que indica a resposta correta é bastante baixo, como em H e H36. São duas habilidades que requerem cálculos e demandam previsão ou estimativas de quantidades de reagentes e produtos, usando dados de massa, volume, densidade, dentre outros. O alto nível de proficiência necessário para resolver problemas nessas habilidades explica, ao menos em parte, o baixo percentual de alunos acertam os itens que delas se originam. O Gráfico 03, a seguir, acrescenta informações às discutidas nos parágrafos anteriores. O gráfico apresenta os alunos em três Grupos de Desempenho, cada grupo constituído por cerca de /3 do total de alunos que se submeteu à prova, no caso a prova SARESP 04. No primeiro grupo estão os alunos que tiveram menor desempenho na prova; no terceiro grupo estão os alunos com maior desempenho na prova; e no Grupo os alunos com desempenho intermediário. Os Grupos de Desempenho são compostos por alunos que apresentaram a resposta correta para até um determinado número de itens da prova. Em edições diferentes do SARESP, essa pontuação de corte não é necessariamente a mesma. Por essa razão, o gráfico apresenta os resultados de uma edição específica do SARESP, no caso o SARESP 04.Também por essa razão, as habilidades representadas no gráfico são somente aquelas avaliadas na prova SARESP 04.

15 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP 09 00% 80% 60% 40% 0% 0% Grupo de menor desempenho Grupo de desempenho intermediário Grupo de maior desempenho Fonte: Elaborada pelos autores (05) a partir dos dados do Relatório Pedagógico SARESP 04: Ciências da Natureza. Gráfico 03 Percentual de alunos, agrupados por grupos de desempenho, que indicou a resposta correta para o conjunto de itens de uma mesma habilidade, SARESP 04, 3ª série Ensino Médio, Ciências da Natureza Química. Verifica se que em habilidades nas quais os alunos em geral apresentam bom desempenho, esse bom desempenho se deve a uma pequena parcela do grupo. A partir dos dados dos gráficos anteriores, verifica se que mesmo em uma habilidade onde o percentual de alunos que indica a resposta correta é relativamente alto, ainda há uma considerável parcela de alunos com os quais essa habilidade deve ser melhor trabalhada. Tome se como exemplo, a H: Analisar critérios, tais como poder calorífico, quantidade de produtos (CO ) custos de produção e impactos ambientais de combustíveis, para julgar a melhor forma de obtenção de calor em uma dada situação. Um item classificado nessa habilidade foi apresentado na prova SARESP 04. Para resolver, os alunos deveriam, a partir dos dados de poder calorífico de três gases, apresentados em tabela, comparar e inferir qual deles fornece mais energia quando queimado. Para tanto, deveriam compreender o significado da medida poder calorífico. Dentre os cerca de /3 de alunos de maior desempenho na prova, perto de 90% indicou a resposta correta para o item. Dentre o contingente de alunos menor desempenho na prova, apenas 37% indicou a resposta correta, incluídos ai os acertos casuais. Esses dados sinalizam aos professores que, a despeito do aparente bom desempenho dos alunos na habilidade, há ainda um considerável contingente de alunos para os quais conteúdos e habilidade precisam ser fortalecidos. O Gráfico 03 permite outros diagnósticos igualmente importantes, sobre os quais os professores devem discutir visando melhoria do processo ensino aprendizagem. Por exemplo, para os itens das habilidades H36 e H44, o desempenho é similar quer no grupo de maior desempenho quer no grupo de menor desempenho, o que sinaliza que o grupo como um todo

16 0 Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo, Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão e Rodrigo de Souza Bortolucci carece consolidar a habilidade em questão. Em itens da habilidade H57, que mobiliza a capacidade dos alunos de avaliar custos e benefícios da transformação e utilização de materiais, tendo em vista os problemas ambientais, a diferença no desempenho entre os diferentes grupos de alunos é bastante grande, o que talvez demande estratégias pedagógicas para maior aprendizagem no grupo de menor desempenho. Os professores podem refletir sobre esses e outros dados que emergem dos gráficos e tabelas apresentados e, a partir deles discutir as estratégias pedagógicas que poderiam contribuir para reverter ou atenuar fragilidades na aprendizagem ou, no caso de sucesso de aprendizagem, estender os resultados para outros temas, habilidades e competências. Conclusões A análise do desempenho dos alunos na resolução de itens (questões) apresentados nas provas SARESP permite identificar e pontuar conhecimentos em que a aprendizagem precisa ser fortalecida bem como as habilidades que não foram consolidadas pelos alunos. Esse diagnóstico permite aos professores rever e discutir estratégias de ensino que favoreçam a aprendizagem da Química, desenvolvendo e consolidando as habilidades desejadas para o final do Ensino Médio. Referências Andrade D.F.; Tavares, H.R.; Valle, R.C. Teoria da Resposta ao Item: Conceitos e Aplicações. São Paulo: Associação Brasileira de Estatística p. Rabelo, M. Avaliação Educacional: fundamentos, metodologia e aplicações no contexto brasileiro. ª edição. DRQ Gráfica e Editora SBM Sociedade Brasileira de Matemática. Rio de Janeiro p. São Paulo (Estado) Secretaria da Educação. Matrizes de referência para a avaliação Saresp: documento básico/secretaria da Educação; Coordenação Geral Maria Ines Fini. São Paulo: SEE, p. São Paulo (Estado) Secretaria da Educação. Relatório Pedagógico 00 SARESP: Ciências da Natureza (Biologia, Física e Química. Execução: Ghisleine Trigo Silveira, Lígia Maria Vettorato Trevisan e Tânia Cristina A. Macedo de Azevedo Secretaria da Educação do Estado de São Paulo p. São Paulo (Estado) Secretaria da Educação. Relatório Pedagógico 0 SARESP 0: Ciências da Natureza (Biologia. Física e Química. Execução: Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina A. Macedo de Azevedo e Ghisleine Trigo Silveira. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Fundação para o Desenvolvimento da Educação FDE p.

17 Química no Ensino Médio da Escola Pública Paulista: onde estão as fragilidades na aprendizagem? Um diagnóstico a partir dos resultados SARESP São Paulo (Estado) Secretaria da Educação. Relatório Pedagógico 04 SARESP 04: Ciências da Natureza (Biologia. Física e Química. Execução: Guaracy Tadeu Rocha, Lígia Maria Vettorato Trevisan, Tânia Cristina A. Macedo de Azevedo. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Fundação para o Desenvolvimento da Educação FDE p. São Paulo (Estado) Secretaria da Educação. Currículo do Estado de São Paulo: Ciências da Natureza e suas tecnologias / Secretaria da Educação; coordenação geral, Maria Inês Fini; coordenação de área, Luis Carlos de Menezes.. ed. atual. São Paulo: SE, 0.5 p. Informações dos autores Guaracy Tadeu Rocha Doutorado em Ciências Biológicas, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP. Contato: grocha@vunesp.com.br. Lígia Maria Vettorato Trevisan Doutorado em Química Orgânica. Universidade de São Paulo, USP. Livre docência, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP. Contato: ltrevisan@vunesp.com.br. Tânia Cristina Arantes Macedo de Azevedo Doutorado em Física pela Universidade de São Paulo USP. Mestrado em Tecnologia Nuclear pelo Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares. Contato: diretoria_academica@vunesp.com.br. Christiane Bellorio Gennari de Andrade Stevão Doutorado em Educaçãqo pela Universidade Estadual de Campinas UNICAMP. Mestre Avaliação Educacional UNICAMP. Contato: cstevao@vunesp.com.br. Rodrigo de Souza Bertolluci Mestre em Educação Matemática UNESP. Contato: rbortolucci@vunesp.com.br.

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