Desenvolvimento de habilidades cognitivas por meio de uma sequência de aulas experimentais investigativas de química orgânica no ensino médio

Abstract

Este estudo relata uma pesquisa desenvolvida no âmbito do Programa de Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional - PROFQUI da UFRGS, que teve como objetivo investigar as habilidades cognitivas desenvolvidas pelos estudantes que participaram de uma sequência de atividades experimentais com enfoque investigativo voltada para o estudo dos conceitos de Química Orgânica no ensino médio. Fundamenta-se na ideia do experimento investigativo como uma atividade diferenciada em termos metodológicos para a construção de novos conhecimentos e desenvolvimento de habilidades de alta ordem cognitiva, tais como selecionar e avaliar informações para a resolução de problemas, além de generalizar os tópicos estudados em outros contextos. Para isso, foram elaborados três Planos Orientadores que fornecem um passo a passo do planejamento e aplicação de atividades de cunho investigativo. Por intermédio dos Planos Orientadores é possível abordar conceitos químicos, como funções orgânicas (estrutura química e densidade eletrônica), polaridade das moléculas, forças intermoleculares, propriedades físicas e métodos de separação de substâncias em uma mistura. De acordo com a literatura da área, a classificação da proposta investigativa quanto ao nível de exigência cognitiva requerido pelas questões propostas para os alunos é de nível 3 e em relação à participação dos estudantes na execução das atividades experimentais, ou seja, o grau de liberdade, se enquadra na categoria V. Os Planos Orientadores foram desenvolvidos em duas turmas da 3ª série do ensino médio no contexto do Ensino Híbrido proposto pelo estado do Rio Grande do Sul, sendo a maior parte das atividades remotas e fornecido suporte para a execução dos experimentos. Os dados desta pesquisa foram coletados através de questionários e relatórios das atividades experimentais. A partir dos resultados obtidos percebem-se indícios do desenvolvimento de habilidades cognitivas de alta ordem, o que pode ter sido favorecido pela participação ativa dos estudantes nas tarefas propostas, bem como pela contextualização dos conceitos químicos com suas vivências a partir das aulas experimentais investigativas. Os resultados apresentados neste trabalho evidenciam que os estudantes analisaram informações, investigaram alternativas para a solução das questões propostas nos experimentos, avaliaram e interpretaram dados experimentais, bem como elaboraram respostas e justificativas embasadas na teoria científica. Assim, os Planos Orientadores proporcionaram abordar a Química Orgânica de uma forma investigativa e podem ser úteis em outros contextos educacionais, que busquem abrir um espaço de diálogo, entre professor e estudante e entre os próprios estudantes, visando o aprofundamento conceitual.

This study reports the research developed on the Professional Master’s Degree in Chemistry in National Network - PROFQUI at UFRGS, it aims to examine cognitive skills developed by students who took part in some experimental activities with an exploratory focus on the study of Organic Chemistry concepts in High School. This research is based on the idea of a science experiment as a different method of activities to construct new knowledge and develop cognitive skills of a high order, such as select and assess information to solve problems, besides generalizing topics studied in other contexts. To do so, three Guiding Plans were elaborated to provide step by step the planning and appliance of exploratory activities. Through the Guiding Plans, it is possible to approach chemical concepts like functional groups (chemical structure and electronic density), molecule polarity, intermolecular forces, physical properties, and methods for separating mixtures. According to the literature in the area, the experimental proposal is classified as 3rd level considering the requirement level demanded from the students related to their attendance in the execution of the experimentation activities, that means, the degree of freedom is in category V. The Guiding Plans was developed in two teams of the 3rd Grade of High School in the context of the Hybrid Education proposed by the State of Rio Grande do Sul, as remote activities and support were provided to the execution of the experiments. The data for this research were collected through questionnaires and reports of the experimentation activities. From the results achieved some evidence of the development of cognitive skills of high level were noticed, what was beneficiated by the active involvement of the students in the proposed tasks, as well as the contextualization of the chemical concepts with their lived experience in experimental and exploratory classes. The results presented in this work emphasize that students analyzed information, researched alternatives to solve the questions given in the experiments, assessed and comprehended experimental data, as well as they composed answers and justifications based on scientific theory. Thus, the Guiding Plans provide for approaching Organic Chemistry in an exploratory way and they can be useful to other educational contexts in search for opening spaces of dialogue, between teacher and student, and among students, aiming to conceptual enhancement.