Elaboração do produto

As duas escolas possuem laboratório de Ciências, porém o aparato instrumental é precário e não possui funcionário para organizar as aulas no referido ambiente. As escolas possuem biblioteca e laboratório de informática com acesso à internet. Desta forma, considerou-se o espaço e infraestrutura adequados para a aplicação da pesquisa, que demanda de local para a realização dos experimentos e espaços para a consulta bibliográfica pelos participantes. A escolha das escolas como espaço para a pesquisa justifica-se pelo fato de que neste ambiente tem-se o cenário relacionado à temática estudada, os recursos didático-pedagógicos, os quais favorecem a pesquisa e, também, por serem os locais de atividade profissional da pesquisadora.

A escolha dos sujeitos se deve ao fato da disciplina de Química nesta série ser tratada de modo superficial e com pouca ou nenhuma atividade experimental, dissociada do contexto da vida real (FREIRE, 2017; MARCONDES et al., 2015; PAZINATO; BRAIBANTE, 2014).

Portanto, neste estudo desenvolveu-se os conteúdos polaridade, forças intermoleculares, estrutura química e propriedades físicas dos compostos orgânicos por meio de uma sequência de atividades experimentais investigativas, levando em consideração os diferentes níveis de exigência cognitiva para as questões propostas pela professora e os graus de liberdade para a execução do experimento. Para atender a esses pressupostos o produto consistiu em Planos Orientadores para professores que se interessarem em reaplicar essas atividades em suas aulas, com o intuito de melhorar sua prática pedagógica.

3.3 Etapas da Pesquisa

O objetivo de desenvolver habilidades cognitivas nos estudantes a partir de atividades experimentais de cunho investigativo neste trabalho, foi operacionalizado com a elaboração do produto educacional; aplicação do produto, coleta, observação e interpretação de questionários e relatórios; e avaliação dos dados. A seguir será descrita cada uma das etapas desenvolvidas.

3.3.1 Elaboração do produto

Inicialmente foi desenvolvida uma pesquisa bibliográfica sobre atividades experimentais com foco investigativo, com vistas a contribuir com o Ensino de Química Orgânica no nível médio. Após, realizou-se uma busca dos tópicos considerados essenciais de Química Orgânica, ou seja, que devem ser desenvolvidos neste nível de ensino. Para isso, foram selecionados estudos nacionais e internacionais que tratavam dos assuntos desta pesquisa. O estudo deste material deu suporte para a construção da revisão bibliográfica desta pesquisa.

Além disso, percebeu-se nos materiais bibliográficos e documentos oficiais uma relação entre atividades de cunho investigativo e o desenvolvimento de habilidades cognitivas de alta ordem nos estudantes. Essa pesquisa inicial guiou a elaboração do produto educacional desta dissertação, o qual buscará o desenvolvimento de habilidades cognitivas de alta ordem por intermédio de experimentos que envolvam conteúdos fundamentais de Química Orgânica no ensino médio.

Assim, os conteúdos contemplados pelas atividades experimentais investigativas elaboradas partiram dos pressupostos descritos por Mullins (2008), os quais caracterizam uma base estrutural para trabalhar a Química Orgânica, e dos documentos norteadores do ensino médio brasileiro (BRASIL, 2002; 2006; 2018).

No que se refere à elaboração das atividades experimentais, consideraram-se as orientações propostas por Freire (2017), Marcondes et al. (2015), Suart e Marcondes (2009), Spronken-Smith et al. (2007) e De Jong (1998), os quais fornecem subsídios e sugerem as etapas para que as atividades experimentais possuam caráter investigativo. Nesta abordagem, atenta-se para a investigação independente e a responsabilidade pela própria aprendizagem, em que o estudante tenha liberdade de testar hipóteses partindo de uma situação-problema (OLIVEIRA, 2010; SPRONKEN-SMITH et al., 2007; DE JONG, 1998). Desse modo, os estudantes tiveram liberdade para propor o modo de investigação, uma vez que esse tipo de atividade permite avaliar a capacidade do indivíduo de monitorar e autorregular os próprios processos cognitivos (FREIRE, 2017; SUART; MARCONDES, 2009).

Salienta-se que, no processo de elaboração do produto educacional, foi levada em consideração a literatura abordada, atentando para algumas características: o problema proposto permite que os estudantes formulem hipóteses; a atividade a ser desenvolvida possibilitará o envolvimento e engajamento dos estudantes; as observações e registros possibilitarão a construção do saber científico, características estas, que levam ao desenvolvimento de habilidades cognitivas de alta ordem.

Foram elaboradas três propostas de experimentos a partir de uma situação problema, que foram organizadas em “Planos Orientadores da atividade experimental” (Apêndice A) com o intuito de auxiliar os professores na aplicação das atividades em sala de aula. Durante a elaboração dos experimentos, foram priorizados materiais acessíveis e presentes no cotidiano.

Cada plano é constituído por uma sequência de passos, que contemplam etapas de verificação das concepções prévias, elaboração de hipóteses pelos estudantes, propostas de questões para discussão em sala, entre outros, os quais caracterizam a abordagem como investigativa.

O Plano Orientador da atividade experimental 1 “Relação entre estrutura química e propriedades dos compostos orgânicos”, abordou os seguintes conceitos químicos:

características estruturais, como função orgânica (ácidos carboxílicos e éster), estruturas químicas (fórmula molecular e estrutural) e polaridade das moléculas; propriedades físicas (solubilidade e ponto de fusão); isomeria espacial (em específico diastereoisômeros, geralmente, abordados no ensino médio como isômeros geométricos: cis e trans).

No Plano Orientador da atividade experimental 2 “Pureza dos medicamentos” foram abordados: características estruturais, como função orgânica (álcool, ácidos carboxílicos e éster), estruturas químicas (fórmula molecular e estrutural) e polaridade das moléculas;

propriedades físicas (solubilidade e ponto de fusão); fatores que alteram a solubilidade (temperatura e concentração); método de separação de substâncias em uma mistura (recristalização).

Já o Plano Orientador da atividade experimental 3 “Grupos cromóforos e sua relação com a cor” contemplou: características estruturais, como função orgânica (fenol), estrutura químicas (fórmula molecular e estrutural), polaridade das moléculas e densidade eletrônica nas moléculas; propriedade física (solubilidade); método de separação de substâncias em uma mistura (Cromatografia em papel e líquida).

No Quadro 5 são apresentados os objetivos conceituais e procedimentais, bem como as habilidades a serem desenvolvidas por meio de cada plano.

Quadro 5 - Descrição dos objetivos e habilidades de cada Plano Orientador.

(continua) Plano Objetivos Conceituais Objetivos Procedimentais Habilidades a serem desenvolvidas

1 - Compreender os

- Realizar previsões quanto a solubilidade de substâncias em diferentes solventes e temperaturas por meio da observação da estrutura molecular;

- Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente quanto ao uso e descarte de ácidos graxos, discutindo a

importância do conhecimento científico na prevenção de doenças e manutenção do meio ambiente;

- Elaborar explicações para o fato das diferentes solubilidades das substâncias em diferentes solventes e analisar os fatores que influenciam as propriedades físico-químicas de solubilidade.

das características químicas e físicas das substâncias.

- Representar e interpretar dados experimentais para construir e justificar conclusões utilizando

- Avaliar e prever mecanismos de separação de componentes do ácido acetilsalicílico utilizando a análise de seus componentes e suas propriedades físicas e químicas, como estrutura química, ponto de fusão e polaridade;

- Elaborar explicações para necessidade de aquecimento da solução inicial e a importância de utilizar apenas uma pequena quantidade de solvente na recristalização;

- Analisar e discutir a importância do emprego da recristalização na produção

- Utilizar conceitos químicos para caracterizar as substâncias

- Interpretar textos científicos que tratem de fenômenos da

- Justificar a diferença de solubilidade entre os diferentes pigmentos, utilizando conceitos químicos para caracterizar as substâncias e fenômenos químico;

- Interpretar resultados e formular explicações para os diferentes resultados de tempo de eluição entre os diferentes pigmentos;

- Investigar e avaliar a extração de pigmentos e sua aplicação nas atividades humanas, que vão desde a pintura corporal indígena até a indústria têxtil;

- Interpretar e analisar textos científicos para compreender as diferenças entre pigmentos naturais e artificiais, a função dos pigmentos nos vegetais, além da coloração, e a necessidade do manejo correto dos corantes em relação a manutenção do meio ambiente.

Fonte: Autores (2021).