Na aula 18, as alunas Letícia e Lara apresentaram a aula simulada relacionada ao conceito de calorias (Anexo 15). Inicialmente, Letícia comentou que a aula simulada era proposta para uma turma de segundo ano do ensino médio.
Lara deu início à simulação pedindo para que as quatro alunas13 se dividissem em
duplas. Na sequência, Letícia descreveu como a montagem havia sido feita, e informou que os
13 Nessa aula, dos alunos de outros períodos convidados a participar da simulação, apenas dois
grupos trabalhariam com dois alimentos diferentes: um amendoim e uma castanha do Pará. Ela informou, ainda, que as alunas precisariam pesar e anotar a massa dos alimentos.
Após a pesagem do alimento, Letícia informou que as alunas deveriam fixar o alimento no clipe de papel, da maneira como indicado na foto apresentada no roteiro. Continuando a informar sobre a montagem do experimento, Letícia disse que a dupla que estivesse com o amendoim iria colocar 100 mL de água no erlenmeyer e a outra dupla, que estava com a castanha do Pará, colocaria 120 mL. E, ainda, que as duplas iriam queimar o alimento e que, após o alimento começar a pegar fogo, as alunas deveriam colocar a lata de alumínio em volta dele. Após essas informações, as duplas deram início à realização do experimento. Elas foram orientadas a responder as questões após terminarem de realizar o experimento.
Assim que as duplas disseram que haviam terminado de responder as questões, Letícia e Lara deram início à discussão com toda a turma. Lara perguntou o que elas haviam respondido na questão número 1 (‘Você mediu 100 mL ou 120 mL de água na proveta e adicionou no erlenmeyer. Por quê?’). A dupla Clara e Brena respondeu que a água ajudaria a medir a temperatura. A outra dupla, Gisele e Rafaela, disse que a água seria usada para medir a quantidade de energia transferida na forma de calor pela queima do alimento. Diante das respostas divergentes, Lara perguntou se Clara e Brena haviam entendido o que a outra dupla havia dito, e se elas haviam pensado dessa forma. Clara explicou que elas estavam tentando simular a resposta de um aluno do ensino médio. Lara questionou por que uma dupla usou 100 mL e a outra usou 120 mL. Rafaela disse que, talvez, isso tivesse relação com o fato de as duplas não terem usado o mesmo alimento.
Na sequência, Letícia leu a segunda questão (‘Você envolveu o alimento com uma lata. Havia necessidade de colocá-la? Se sim, por quê?’). Clara disse que havia necessidade porque era preciso direcionar o calor liberado pelo alimento. Rafaela respondeu que sim, pois a lata funcionava como uma barreira física, impedindo a dissipação do calor. Lara reforçou que a lata teria a função de isolante.
Letícia leu a terceira questão (‘Por que o termômetro não pode encostar no erlenmeyer?’). Clara e Brena disseram que isso era para evitar interferências na medida da temperatura. A outra dupla, disse que a temperatura da parede do erlenmeyer era diferente da temperatura da água. Então, Letícia disse que, de certa forma, as respostas eram as mesmas.
Letícia leu a quarta questão (‘O que você imagina que está acontecendo nesse sistema? Proponha uma explicação para esse fenômeno.’). Clara respondeu que a queima da castanha do Pará liberava calor, esse aquecia a água, e o termômetro media essa temperatura. A dupla Gisele e Rafaela disse que havia respondido de forma similar. Então, Lara disse que as alunas haviam conseguido compreender o que estava acontecendo no sistema.
Na discussão da quinta questão (‘Você observou que a temperatura da água variou conforme a queima do alimento. O que isso significa?’), Clara disse que à medida que a castanha queimava, a água era aquecida e a temperatura variava. Como a resposta da outra dupla foi similar, Letícia passou à discussão da próxima questão (‘A variação da temperatura na água seria a mesma se tivesse um volume maior? ’). Clara disse que a variação seria a mesma, porque a quantidade de calor liberada seria a mesma. Porém, Brena disse que a variação não seria a mesma, porque se fosse um volume maior de água demoraria mais tempo para ser aquecida. Ou seja, o alimento demoraria o mesmo tempo para queimar, porém uma maior quantidade de água demoraria mais para ser aquecida. A outra dupla disse que concordava com o posicionamento da aluna Brena.
Letícia leu a última questão (‘Quais as variáveis que você acha que interferem na absorção de calor pela água? ’). As alunas, Clara e Brena, disseram que seriam: massa da água, massa do alimento, volume de água, temperatura ambiente e temperatura inicial da água. Por outro lado, a outra dupla disse que seriam: massa da água e quantidade de energia transferida para a água. Letícia anotou a resposta das alunas no quadro. Na sequência, ela entregou a parte B da atividade e pediu que as alunas respondessem as questões para que, depois, elas discutissem.
Nessa passagem da aula, percebemos que Letícia e Lara não discutiram as respostas das alunas, embora em alguns momentos as alunas tenham apresentado respostas divergentes. Acreditamos que o fato de as alunas não terem favorecido a discussão naqueles momentos está relacionado ao objetivo delas. Durante as aulas de planejamento da aula simulada, a dupla relatou à pesquisadora que esse primeiro momento da atividade era destinado a sondar as ideias dos alunos sobre o fenômeno observado, e que depois haveria discussão.
Após as alunas responderem a segunda parte da atividade, Letícia sugeriu que elas começassem a discussão. Primeiro, ela ressaltou que as massas dos alimentos eram diferentes
(massa do amendoim era 0,44 g e a massa da castanha do Pará era 4,61 g) e que, por isso, a quantidade de energia liberada na queima deles era diferente. Ela explicou que a queima que as alunas haviam realizado era uma reação de combustão e que, nesse tipo de reação, havia liberação de energia. Letícia continuou a explicar que a energia não era liberada de forma direcionada, ou seja, a energia poderia se dissipar no ambiente. Nesse momento, Lara perguntou à dupla Brena e Clara, que havia dito que a lata teria a função de barrar a perda de calor, se a lata impediria totalmente a dissipação da energia. Clara disse que a lata não impediria totalmente, pois como ela era de alumínio, absorveria parte da energia. As alunas Letícia e Lara questionaram se, naquele sistema, poderiam ocorrer outras perdas além da já citada por Clara. Clara disse que poderia haver perda para o ambiente, porque o sistema não era isolado e, também, que a base do suporte poderia ter absorvido parte do calor, uma vez que era de ferro. Então, Lara resumiu que nem todo calor liberado pela queima do alimento havia sido transferido para o erlenmeyer.
Nesse trecho da aula, percebemos que a dupla destacou as possíveis perdas de calor envolvidas no experimento. Durante as aulas de planejamento, Lara e Letícia relataram à professora da disciplina que a intenção de chamar atenção para os dados referentes à perda de calor se devia ao fato de que essas perdas podem ser usadas como evidências na discussão sobre o erro envolvido no experimento. Isto porque as alunas esperavam que o resultado experimental fosse um valor menor do que o valor tabelado e, por isso, achavam importante ter evidências que dessem suporte à justificativa para a diferença de resultados.
Na sequência, Letícia disse que o fundo do erlenmeyer utilizado pela dupla Gisele e Rafaela havia ficado preto e questionou as alunas sobre por que isso havia ocorrido. Como as alunas não responderam, Lara e Letícia explicaram que uma reação de combustão poderia ser completa ou incompleta, e que, naquele experimento, a reação havia sido incompleta; por isso, houve a formação de carvão no fundo do erlenmeyer.
Continuando a discussão, Letícia informou que para calcular a quantidade de energia liberada usando a equação, seria necessário utilizar a massa de água ao invés da massa do alimento. Em seguida, ela perguntou o porquê disso. Gisele respondeu que elas iriam calcular a quantidade de energia absorvida pela água, pois não era possível saber a quantidade de energia liberada pelo alimento, uma vez que houve perdas para o ambiente. Como as alunas disseram que havia entendido, Lara explicou que a temperatura ambiente não iria influenciar
no experimento, e que o importante era a temperatura inicial e a temperatura final, pois o dado de que elas precisariam seria o de variação da temperatura.
Letícia questionou porque foram usados valores de massas de água diferentes nos dois sistemas e perguntou qual havia sido o resultado encontrado sobre a quantidade de energia. Gisele disse que a sua dupla havia encontrado 900 cal, e Clara disse que a sua dupla encontrou 2880 cal. As alunas disseram que não conseguiam explicar a diferença entre as massas de água utilizadas. Então, Letícia explicou que, principalmente no caso da castanha do Pará, se fosse utilizada uma massa pequena de água, ela poderia até ferver devido à absorção de energia.
Após esse momento de organização das ideias, Letícia sugeriu que fossem discutidas as questões. Então, ela questionou o que significava a unidade que as alunas haviam encontrado (calorias). As alunas responderam que era uma unidade usada para representar energia na forma de calor. Na sequência, Lara perguntou por que as alunas achavam que era importante pesar o alimento. Clara disse que era importante saber o peso do alimento para estipular a massa de água que deveria ser usada. Por outro lado, Rafaela disse que essa informação era importante para que o aluno conseguisse relacionar a quantidade de energia transferida pela queima com a porção de alimento. Letícia perguntou como havia ficado a expressão que as alunas haviam proposto para relacionar a massa do alimento com a energia liberada. Gisele disse que a massa do alimento seria diretamente proporcional à energia liberada. Em contrapartida, Clara disse que a quantidade de calor absorvida pela água era igual à massa do alimento somada ao calor fornecido pelo alimento. Após, esse momento, Letícia e Lara entregaram a terceira parte da atividade.
Após as alunas terminarem de responder as questões da terceira parte da atividade, Letícia fez uma recapitulação de tudo que havia sido discutido. Na sequência, ela pediu que as alunas resolvessem a questão que envolvia o calculo da quantidade teórica de calor liberado e a comparação com a quantidade de calor absorvida pela água Clara disse que havia encontrado um valor teórico igual a 30241,6 cal e um valor experimental igual a 2880 cal. Gisele disse que havia encontrado um resultado teórico de 2464 cal e uma quantidade de calor absorvida pela água igual a 900 cal. Letícia e Lara perguntaram se esses resultados eram coerentes e por que. Clara afirmou que o resultado era coerente devido às perdas mencionadas anteriormente. Letícia explicou que o calor cedido pelo alimento era diferente do calor absorvido pela água porque elas trabalharam com um sistema aberto. Letícia e Lara
perguntaram se a explicação havia ficado clara. Como todas as alunas disseram que sim, elas encerram a aula simulada.
Por último, Letícia explicou que o objetivo da aula era concluir sobre as variáveis envolvidas no cálculo da quantidade de calor liberado pelo alimento e que elas pretendiam discutir o significado da unidade caloria.
Durante as aulas de planejamento da aula simulada, a dupla Lara e Gisele relatou à pesquisadora que elas haviam pensado em questões para o planejamento que ajudariam na organização do raciocínio dos alunos e no uso das evidências para a construção dos enunciados. Considerando o ocorrido na aula simulada, acreditamos que as alunas tenham conseguido propor questões que facilitaram a construção do conhecimento dos alunos. Além disso, o trabalho com as várias evidências (aumento da temperatura da água, perda de energia para o ambiente etc.) poderia favorecer a formulação de respostas divergentes e a ocorrência de argumentação. Isto porque a atividade oferecia várias oportunidades aos alunos de interpretar as evidências na construção de suas conclusões. Entretanto, não observamos muitas discussões sobre as repostas das alunas durante a simulação. Julgamos que a discussão incipiente da atividade tenha sido influenciada pelo fato de a aula ter contado com a participação de apenas duas duplas de alunos. Entretanto, como no caso da aula de Gisele, não podemos afirmar que, apesar do planejamento assim prever, a situação seria diferente no caso da presença de mais alunos com ideias divergentes.