PROTÓTIPO DE REATOR HERMÉTICO: MANUAL DE INSTRUÇÕES

Abstract

No processo de ensino e aprendizagem da química é observado vária dificuldades de entendimento por parte dos estudantes relacionadas ao conteúdo de estequiometria. Dentre elas a falta de compreensão quanto à representação dos três níveis de conhecimento da matéria para expressar simbolicamente a ocorrência de uma reação química, as relações de proporcionalidade entre reagentes e produtos e o reconhecimento de diferentes fases da matéria em um sistema reacional, exigindo dos estudantes elevado nível de abstração do conteúdo para entendimento de um sistema ou fenômeno reacional ilustrando como ocorre uma reação química. Neste trabalho foi desenvolvido um equipamento protótipo de reator hermético com a plataforma arduino (PRHA) subdividida em duas etapas, construção de hardware, software e testes do dispositivo (E1); e aplicação em sala de aula (E2), segmentada em seis momentos alocadas em cinco encontros: encontro inicial, identificação de ideias prévias (M1); segundo encontro, aula instrucional e utilização de modelos bola-bastão sobre proporção química (M2); terceiro encontro, aula instrucional e utilização de modelos bola-bastão sobre reagente limitante e em excesso (M3) e aplicação do RHA (M5); quarto encontro, aplicação do PRHA (M4) e discussão acerca dos conceitos proporção, produto, reagente, expressão química; quinto encontro, segunda aplicação do PRHA (M4) abordando conceitos como reagente limitante e em excesso, expressão química e reação química, finalizando com uma pergunta sobre a aplicação do PRHA e as possibilidades de aprendizagem que os estudantes puderam desenvolver (M6). A proposta foi aplicada para vinte (20) estudantes do 2º ano do ensino médio do Instituto de Educação do Ceará, na cidade de Fortaleza-CE. Os resultados da E1 estão relacionados aos testes feitos com o RHA, são eles: necessidade de seguir as informações da folha de dados do sensor, diminuição do tempo de reação devido ao aumento da superfície de contato, variação instável da concentração de gás detectada no PRHA, e possibilidade de troca de massa externa ao sistema. Na etapa de aplicação, os estudantes apresentaram dificuldades para conceituar reação química, utilizar a simbologia química bem como utilizar o algoritmo matemático de proporção, também foram elencadas concepções alternativas descritas anteriormente na literatura, como a ideia de reagente ativo e passivo e processo de dissolução como sinônimo de reação química, nas explicações dos estudantes prevaleceu o nível macroscópico, mesmo após instrução com modelos submicroscópico bola-bastão. O manejo e aplicação do PRHA pelos estudantes se configurou como um importante momento de discussão sobre o fenômeno em estudo, mas ainda assim, diante do pequeno tempo em que o PRHA foi utilizado, os estudantes deixaram prevalecer o nível macroscópico em detrimento aos demais níveis de representação do conhecimento químico proposto por Johstone (1981).