6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.6 APLICAÇÃO DA SITUAÇÃO PROBLEMA E AVALIAÇÃO DIAGNÓSTICA DOS
Buscando-se melhor abordar o conceito de hidrólise salina aos estudantes participantes da pesquisa, foi a eles apresentada uma problematização de uma situação do cotidiano e descrita no blog “Aprendendo Hidrólise Salina”. A situação- problema levantou uma estória em torno de uma menina chamada Sophia, cuja avó indicou-lhe a ingestão de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) para aliviar sua acidez estomacal (azia). A situação-problema apresentada aos estudantes colaborou para que se estabelecesse uma conexão dos conhecimentos químicos com o cotidiano, uma vez que a prática de alívio da acidez estomacal pela ingestão de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) é ainda muito utilizada. Essa afirmação é corroborada pelos resultados obtidos na Questão 11, do Questionário 1, mostrado no Apêndice A, realizada com os estudantes. Ainda, por meio da situação-problema, buscou-se motivar os estudantes a conhecerem como seria possível o combate da acidez estomacal pelo hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) e que a solução do problema dependia de conhecimentos químicos. A atividade foi muito bem aceita pelos estudantes, de modo que se pode perceber a
inquietação no sentido quererem entender melhor como o conhecimento químico estava relacionado com o tratamento da acidez estomacal.
O entendimento da problematização da situação do cotidiano, a nível do conhecimento químico, envolve o conceito de hidrólise salina, sendo esse conteúdo considerado, de certo modo, de difícil entendimento para a maioria dos estudantes (PITANGA, et al., 2015). Segundo Pitanga et al. (2015), aliada à complexidade de determinados conceitos, as práticas dos professores em sala de aula constituem-se um complicador, pois induzem os alunos à mera memorização do comportamento do meio, se ácido, básico ou neutro, partindo da simples análise das fórmulas químicas dos compostos. Essa dificuldade ainda é aumentada pela necessidade de alguns conhecimentos prévios em Química e que estão diretamente relacionados ao conceito de hidrólise salina.
Nesse sentido, para melhor avaliar os conhecimentos prévios em Química, que estão diretamente relacionados com a compreensão de reações de hidrólise salina, foi aplicado aos estudantes o Questionário 2, mostrado no Apêndice B. Esse questionário foi elaborado, contendo algumas questões que indiretamente versaram sobre conhecimentos químicos prévios, principalmente, envolvendo funções químicas inorgânicas (ácidos, bases e sais) e dissociação de sais em íons quando em solução aquosa. O Questionário 2, mostrado no Apêndice B, continha também questão relacionada à hidrólise salina, para que se pudesse fazer um comparativo do conhecimento antes e após a aplicação da atividade proposta nesta pesquisa.
A análise do QUESTIONÁRIO 02 foi feita considerando-se a seguinte categoria de respostas dadas pelos estudantes: satisfatória, parcialmente satisfatória e não- satisfatória.
O Quadro 2 mostra a análise do Questionário 2, mostrado no Apêndice B, considerando as respostas esperadas e as obtidas por parte dos estudantes participantes da pesquisa.
Quadro 2 - Respostas esperadas e obtidas por parte dos estudantes a partir da análise do Questionário 2, mostrado no Apêndice B.
QUESTÕES RESPOSTAS ESPERADAS RESPOSTAS OBTIDAS
Questão 1. Qual a função inorgânica do hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3)? A função inorgânica do hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) é sal. Sal (6 respostas) Ácido (5 respostas) Base (2 respostas) Sal Ácido (2 respostas) Combater a azia estomacal
(9 respostas) Questão 2.
Represente por meio de equação química, o que acontece quando se adiciona hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) em água? Há a dissociação do sal em cátion Na+ e ânion HCO3-, conforme representada pela
equação química: NaHCO3(s) Na+ HCO 3 - + (aq) (aq) Combate o ácido do estômago, provocando borbulhas (1 resposta) Acontece borbulhamento (1 resposta) Dissolve na água, resultando em uma reação
química (1 resposta). Questão 3. O hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) é obtido a partir de quais reagentes químicos? O hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) é um sal formado pelo
cátion Na+ (sódio) e pelo ânion monoatômico (HCO3-)
(hidrogenocarbonato).
Na + HCO3 (1 resposta)
Questão 4. Como uma solução aquosa
de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) pode neutralizar a acidez estomacal? O sal hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) em água, promoverá hidrólise da água por
meio do ânion
hidrogenocarbonato (HCO3-),
formando uma solução básica pela presença de íons OH- (pH > 7,0). Os íons OH- reagem com o íon H+ do ácido clorídrico do suco
gástrico, neutralizando a acidez estomacal.
Agindo como base e liberando dióxido de carbono (1 resposta) Libera dióxido de carbono, amenizando a
acidez (1 resposta) Fazendo a mesma ação
que um sal de frutas (1 resposta) Questão 5. Se a avó tivesse indicado a dissolução de cloreto de sódio (NaCl) em água, amenizaria a azia de Sophia?
Não, pois o NaCl sendo proveniente de um ácido e uma base fortes, não haverá hidrólise salina. O pH da solução final será
igual a 7,0, ao ponto de não neutralizar a acidez estomacal.
Não, pois o NaCl é o sal de cozinha e não vira base no estômago (1 resposta)
Não, pois a reação química do cloreto de sódio se dissolvendo na água não
neutralizaria a azia (1 resposta) Não, pois eles não possuem as mesmas funções (1 resposta) Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
A Figura 4 a seguir, mostra o resultado da análise das respostas dadas pelos estudantes em relação ao Questionário 2, mostrado no Apêndice B, seguindo as categorias: satisfatória, parcialmente satisfatória e não satisfatória. Os números da abscissa na Figura 4 correspondem aos das questões do QUESTIONÁRIO 2.
Figura 4 - Análise das respostas dadas pelos estudantes em relação ao Questionário 2, mostrado no Apêndice B.
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
Considerando-se as respostas dadas à Questão 1 do Questionário 2, mostrado no Apêndice B, quando perguntado sobre o reconhecimento da função inorgânica do hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3), apenas 7 (25,00%) dos estudantes responderam satisfatoriamente, conseguindo identificar o hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) como um sal inorgânico ou um sal ácido. O restante dos 21 (75,00%) estudantes foram considerados tanto aqueles que responderam de forma não- satisfatória, quanto os que nem responderam à questão. Nas respostas dadas, foram observados erros tanto conceituais quanto de interpretação do enunciado da questão como, por exemplo, atribuir ao hidrogenocarbonato de sódio uma função inorgânica diferente de sal. No âmbito conceitual, houveram uma boa quantidade de estudantes que identificaram o hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) como sal básico. Essa resposta foi observada, possivelmente, por terem feito uma associação com reação
7 1 1 8 21 27 27 28 20 Q U E S T Ã O 1 Q U E S T Ã O 2 Q U E S T Ã O 3 Q U E S T Ã O 4 Q U E S T Ã O 5 NÚ M E RO DE E S T UD A NT E S RESPOSTAS - QUESTIONÁRIO 02
de neutralização da acidez estomacal. Em se tratando da dificuldade de interpretação do enunciado da questão, pode ser justificar pelo fato dos estudantes terem respondido a questão na direção do senso comum, isto é, considerando que o hidrogenocarbonato de sódio tem a função de aliviar a acidez estomacal, sem associar a qualquer de domínio de conceito químico.Esses resultados mostraram que, embora os estudantes já tivessem visto os conceitos de funções inorgânicas no ano anterior (1º Ano do Ensino Médio), a maioria deles não os aprendeu adequadamente. Provavelmente, na época em questão, esses conceitos devem ter sido somente memorizados pelos estudantes participantes da pesquisa, os quais já devam ter caído no esquecimento.
Percebe-se que faltou para os estudantes o pré-requisito sobre funções inorgânicas, de forma que a maioria deles não soube estabelecer uma correlação ao tipo de função inorgânica a que pertence o NaHCO3. Em função dos resultados obtidos, acabou-se aperfeiçoando a proposta desse projeto de pesquisa de se fazer um trabalho envolvendo os conceitos químicos relacionados a ácido, base de Arrhenius e suas forças, além de reação de neutralização.
Em se tratando da Questão 2 do Questionário 2, mostrado no Apêndice B, que solicitou a representação da equação química da dissociação do sal de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) em água, houve apenas 1 (3,57%) estudante que a respondeu satisfatoriamente. Os demais, 27 (96,43%) dos estudantes responderam de forma não-satisfatória ou nem responderam a questão, sendo que não conseguiram representar de forma correta a equação química, nem relacionaram a dissociação do hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) em água (H2O) com a formação do ácido carbônico, podendo esse ser posteriormente decomposto em gás carbônico (CO2) e água (H2O). Esses resultados vêm também corroborar com a falta de conhecimento dos conceitos prévios em Química por parte dos estudantes participantes da pesquisa. Pode haver, de certo modo, um comprometimento da aprendizagem de outros conceitos químicos, como a própria hidrólise salina, uma vez que esses conceitos prévios já deveriam estar consolidados pela maioria dos estudantes.Em resumo, os estudantes que responderam a questão não conseguiram sair do senso comum e nenhum deles escreveu a equação química quando se adiciona o hidrogenocarbonato de sódio em água.
Quando perguntado na Questão 3 do Questionário 2, mostrado no Apêndice B, sobre quais reagentes químicos poderiam gerar o hidrogenocarbonato de sódio
(NaHCO3), também não houve nenhuma resposta satisfatória. Entretanto, 1 (3,57%) dos estudantes respondeu de forma parcialmente satisfatória e 27 (96,43%) deram respostas não-satisfatórias. Esses resultados mostraram um desconhecimento sobre as funções inorgânicas ácidos, bases bem como reação de neutralização, isto é, não conseguiram estabelecer as conexões desses conhecimentos prévios associados à formação do sal de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3).
Considerando-se a Questão 4 do Questionário 2, mostrado no Apêndice B, que foi perguntado como o hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) pode neutralizar a acidez estomacal, os 28 (100,0%) dos estudantes responderam não-satisfatoriamente a questão. Esse resultado já era esperado, pois os estudantes não haviam ainda estudado os conceitos químicos relacionados à hidrólise salina. Esse resultado obtido servirá para avaliar o aprendizado dos estudantes após todo o desenvolvimento do trabalho de aprendizagem do conceito relacionado à hidrólise salina, proposto nessa pesquisa.
Em se tratando da Questão 5 do Questionário 2, mostrado no Apêndice B, quando perguntado se o cloreto de sódio (NaCl) poderia aliviar a acidez estomacal, nenhum dos estudantes deu uma resposta satisfatória. Porém, 8 (28,57%) e 20 (71,43%) dos estudantes deram respostas parcialmente satisfatórias e não- satisfatórias, respectivamente. O elevado índice de respostas não-satisfatórias é corroborado pelo fato dos estudantes ainda não terem o conhecimento do conteúdo químico relacionado à hidrólise salina.
Alguns poucos estudantes demonstraram conhecimento sobre reações de neutralização, uma vez que conseguiram assimilar que uma base pode neutralizar um ácido. Mas não conseguiram responder a questão de forma ideal, quando questionados se a solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) aliviaria a acidez estomacal (azia).
Buscando-se aplicar o modelo híbrido de ensino, com a sala de aula invertida e apoiando-se em uma atividade on-line, os estudantes assistiram, sob orientação, a uma vídeo-aula em suas residências, que envolve conceitos de Ácido e Base de Arrhenius, disponibilizada no blog “Aprendendo Hidrólise Salina”, na aba, localizada no canto esquerdo superior da página do blog, intitulada como “Aula 01 – Ácido e Base de Arrhenius”. Essa aula está disponível em <https://aprendendohidrolisesalina.blogspot.com/p/aula-1-acido-e-base-
Acompanhando os estudantes nessa atividade, verificou-se que a maioria acessou a vídeo-aula sem dificuldades. Alguns poucos estudantes que não realizaram a atividade justificaram, principalmente, que não se lembraram dessa responsabilidade. Realmente, deve-se considerar essa justificativa apoiada na baixa quantidade de atividades que são passadas aos estudantes para serem realizadas em suas casas.
Uma semana depois, de forma presencial e em sala de aula, os conteúdos abordados na vídeo-aula sobre ácidos e bases de Arrhenius e reação de neutralização foram trabalhados juntamente com os estudantes. Nessa aula, alguns estudantes mostraram-se mais participativos e trouxeram alguns questionamentos sobre o conteúdo estudado durante a semana, como identificação de forças entre ácidos e bases, grau de ionização e dissociação, hidrogênios ionizáveis e, principalmente, nomenclatura de ácidos e bases. Foi notável que a interação entre os participantes da pesquisa foi beneficiada pela atividade. Por outro lado, os poucos estudantes que não acompanharam a vídeo-aula tiveram maior dificuldade de entendimento e interagiram pouco, comparados aos que acompanharam a atividade semanal.
Buscando-se avaliar a aprendizagem dos estudantes em relação a Aula 01, após aplicar o modelo de sala de aula invertida, os mesmos foram motivados a responderem um questionário contendo sete questões de múltipla escolha. O Questionário 3, mostrado no Apêndice C, elaborado na plataforma Educaplay®, foi disponibilizado no blog “Aprendendo Hidrólise Salina”. Esse questionário avaliativo abordou conceitos de ácido, base de Arrhenius e suas forças além de reação de neutralização. A atividade avaliativa da aprendizagem foi aplicada no modelo de Laboratório Rotacional, utilizando-se do laboratório de informática da Escola com acesso à internet. Os resultados obtidos dessa atividade são mostrados na Figura 5, a seguir. Os números da abscissa na Figura 5 correspondem aos números das questões do Questionário 3, mostrado no Apêndice C.
Figura 5 - Avaliação da Aula 1-Ácido e Base de Arrhenius realizada na plataforma Educaplay®, após análise do Questionário 3 (Apêndice C).
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
De maneira geral, os estudantes participantes da pesquisa obtiveram bom rendimento, alcançando número de acertos maior que 50% na maioria das questões. A Questão 03, que tratou da ordem crescente de acidez de dois hidrácidos e dois oxiácidos, obteve-se apenas 32,14% de acertos, mostrando que a maioria dos estudantes não conseguiu definir o ácido mais forte entre o ácido clorídrico (HCl) e o ácido sulfúrico (H2SO4), embora tenha sido trabalhado o conceito de grau de ionização (α) estabelecido um comparativo entre a força desses ácidos em sala de aula. A Questão 07, que abordou o conceito de reação de neutralização, obteve-se 50% de acertos pelos estudantes.
Na terceira semana de aplicação do projeto de pesquisa, iniciou-se os estudos com a Aula 02, que envolveu conceitos de potencial hidrogeniônico (pH) e hidroxiliônico (pOH), disponibilizada no blog “Aprendendo Hidrólise Salina”, na aba localizada no canto esquerdo superior da página do blog, intitulada como “Aula 02 - pH e pOH”. Os estudantes foram orientados a assistirem à vídeo-aula em suas residências e em sala de aula, foi trabalhado o conteúdo químico tratado na vídeo- aula, oportunizando algumas discussões e a resolução de dúvidas trazidas pelos estudantes. Para complementar os estudos com uma atividade avaliativa e buscando- se reforçar os conceitos mais importantes envolvidos sobre o assunto, os estudantes
20 19 9 16 18 15 14 8 9 19 12 10 13 14 1 2 3 4 5 6 7 NÚ M E RO DE E S T UD A NT E S QUESTÕES Corretas Incorretas
foram motivados a resolverem uma cruzadinha (palavras cruzadas) no Laboratório de Informática da Escola. Para facilitar o acompanhamento das questões da cruzadinha, sem que seja necessário voltar para a metodologia, essas são novamente mostradas no Quadro 3. Os números das questões correspondem aos números indicados nas horizontais e verticais da cruzadinha para serem preenchidas as respostas. A cruzadinha sem as respostas (A) bem como contendo as respostas esperadas (B) é mostrada na Figura 6.
Quadro 3 - Questões relacionadas ao preenchimento da cruzadinha. Questão 01 pH é o potencial _______________.
Questão 02 Kw é a sigla que representa a constante de _____________________ da água.
Questão 03 Assim como todas as outras constantes de equilíbrio, o valor de Kw depende da _______________.
Questão 04 _____________________.Ke é a sigla que representa a constante de
Questão 05 responsáveis pela condução de corrente elétrica.Substância que dissolvida em água libera cátions e ânions Questão 06 soluções que apresentam pH = 7.
Questão 07 Solução quando apresenta o valor de pH > 7. Questão 08 Solução que apresenta o valor de pH < 7. Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
Figura 6 - Cruzadinha aplicada aos estudantes, sendo A: sem as respostas e B: com o preenchimento das respostas.
Nessa atividade, cada estudante, ao terminar o preenchimento da cruzadinha, precisou clicar no botão “terminar” para a conclusão da mesma. Qualquer erro nas respostas impediria os estudantes de concluírem a atividade.
Analisando a atividade da cruzadinha, observou-se um acerto global de 88,3% por parte dos estudantes, conforme mostrado na Figura 7.
Figura 7 - Percentagem de acertos dos estudantes em relação à atividade da cruzadinha.
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
Percebeu-se que a atividade da cruzadinha se apresentou como uma atividade lúdica, trazendo motivação ao mesmo tempo em que se trabalhou a memória de palavras importantes que remetiam a conceitos que deveriam ser de conhecimento dos estudantes. Para darem as respostas da cruzadinha, observou-se que os estudantes levaram em média 6 minutos e 33 segundos de tempo, sendo o menor tempo de 2 minutos e 15 segundos e o maior tempo, 13 minutos e 54 segundos.
Após a atividade da cruzadinha, os estudantes novamente foram orientados a assistirem, de forma extraclasse, à vídeo-aula envolvendo conceitos químicos de equilíbrio iônico da água e escala de pH, uma vez que se percebeu que o conceito se mostrou mais complexo e de difícil compreensão por parte dos estudantes e na semana seguinte, aconteceu a aula presencial, complementando as informações da vídeo-aula, na qual alguns estudantes apresentaram dificuldades quanto ao entendimento da constante de equilíbrio (Kc), além dos conceitos matemáticos básicos sobre logaritmos, necessitando de uma aula de cinquenta minutos para discutir todas as dúvidas apresentadas. Nessa segunda oportunidade de acompanhamento de uma
vídeo-aula extraclasse, a quantidade de estudantes que assistiram à vídeo-aula foi maior que na primeira vez, mas ainda houveram estudantes que não realizaram a atividade proposta.
Buscando-se diversificar as atividades e consolidar ainda mais os conceitos envolvendo pH (potencial hidrogeniônico) e pOH (potencial hidroxiliônico), realizou-se uma gincana entre os estudantes. Essa gincana, denominada de GinQuímica, foi planejada e aplicada em sala de aula, dividindo-se os estudantes em quatro (04) grupos, sendo que cada um respondeu em cartolina, na forma de desenho ou ilustração, as questões propostas para a atividade e descritas em um cartão, conforme mostrado na Figura 8 a seguir. As respostas foram identificadas para cada grupo e foram publicadas em um fórum no blog “Aprendendo Hidrólise Salina”, com o objetivo de permitir a socialização e discussão das respostas às questões. Dos quatro grupos de estudantes, apenas três publicaram as respostas no fórum do blog. O grupo que não socializou a atividade no fórum, apesar de ter respondido as questões em sala de aula, não deram nenhuma justificativa plausível. Essa etapa da atividade permitiu também observar que houve uma grande interação entre todos os participantes da pesquisa.
O fato de ter sido estabelecido que o grupo vencedor da gincana seria aquele que apresentasse os desenhos ou ilustrações que mais se aproximassem das respostas corretas ou que contivesse a menor quantidade de erros, trouxe uma motivação maior aos estudantes na participação da atividade.
Figura 8 - Cartão elaborado contendo questões sobre Equilíbrio Iônica da Água e Escala de pH trabalhadas na GinQuímica.
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
Para Gibin e Ferreira (2012), o uso de imagens com a construção de representações internas, ou seja, por meio da visão, é possível elaborar modelos que representam a realidade. Desse modo, o uso de imagens torna-se uma opção relevante para a prática pedagógica. Pensou-se nessa atividade fazer uso do desenho/ilustração como um recurso de avaliação dos conceitos trabalhados e de modo que se pudesse diagnosticar inclusive o domínio dos estudantes sobre os conhecimentos relacionados às misturas e soluções químicas.
Os desenhos/ilustrações feitas pelos estudantes como respostas às questões propostas na atividade da GinQuímica são mostrados nas Figuras 9, 10 e 11.
Figura 9 - Respostas do grupo 01 em relação à gincana Ginquímica.
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
Figura 10 - Respostas do grupo 02 em relação à gincana Ginquímica.
Figura 11 - Respostas do grupo 03 em relação à gincana Ginquímica.
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2019.
Todos os três (03) grupos representaram corretamente os conceitos envolvendo soluções ácidas e básicas (Questões 1, 2 e 4), mas apenas o grupo 01 apresentou os cálculos relacionados à resposta da Questão 3. Esse último resultado, mostra a dificuldade de compreensão e aplicação de conceitos quando se necessita de conhecimentos matemáticos para resolver a questão, uma vez que não foi autorizado o uso de calculadoras para realizarem os cálculos. Um outro resultado chamou a atenção, mostrando que o conceito de solução química não está perfeitamente compreendido por todos os estudantes. Diferentemente dos demais grupos, o grupo 01 apresentou, para as Questões 1 e 2, imagens com o aspecto de mistura heterogênea para representar os íons H+ e OH- em solução aquosa. Em contrapartida, a solução foi devidamente representada pelo grupo em reposta à Questão 4. Essa atividade de gincana oportunizou detectar lacunas de compreensão do conhecimento relacionado à mistura e solução química e de modo que as dificuldades pudessem ser trabalhadas nesse sentido, além de solidificar os
conhecimentos relacionados ao equilíbrio iônico da água e pH (potencial hidrogeniônico).
Uma semana após a atividade da gincana, foi oportunizado um momento de aproximadamente cinquenta minutos para que se discutisse os conceitos de solução química.
Ao término da gincana, os estudantes foram orientados a assistirem, de forma extraclasse, à última vídeo-aula envolvendo conceitos químicos de hidrólise salina, durante a semana antes da próxima aula presencial.Iniciada a aula presencial sobre a hidrólise salina, verificou-se que os estudantes apresentaram algumas dificuldades