Um estudo sobre a utilização de Simulações computacionais no Ensino de Equilíbrio Químico.

Ensino de Ciências e Matemática

Autor
Claudia Carobin Orlandi

Orientação
Agostinho Serrano de Andrade Neto

Grau de Titulação
Mestrado

/RS

Dependência Administrativa:
Privada

Resumo
O objetivo deste trabalho é investigar a utilização de simulações computacionais para o Ensino de Equilíbrio Químico. O referencial teórico utilizado é a idéia de Evolução Conceitual, onde se descarta a idéia de troca, mas de enriquecimento de conceitos, nos estudantes. Nossa principal pergunta de pesquisa é se ocorrem diferentes evoluções conceituais, decorrentes do uso de diferentes simulações computacionais: Lechat (freeware, confeccionada em Portugal) e Colisões (freeware, confeccionada por nosso grupo de pesquisa). Dessa forma, investigamos a evolução de diferentes situações, em diferentes níveis de representação de um fenômeno químico (macroscópico, microscópico e simbólico), para cada simulação. Também investigamos se estas diferentes simulações proporcionam diferenças na capacidade de articulação entre estes diferentes níveis de representação. Também buscamos responder: a) Se ocorre uma evolução conceitual ou não para uma determinada amostra ao utilizar uma das simulações específicas; b) Se a atividade baseada no uso de computadores aumenta ou diminui as diferenças de compreensão conceitual a respeito de equilíbrio químico entre os estudantes de um mesmo grupo. Todas as perguntas de pesquisa anteriores foram respondidas utilizando-se uma metodologia quantitativa. Finalmente, utilizamos ma estratégia de combinação metodológica de pesquisa qualitativa e quantitativa para analisar quais os elementos que podem levar estudantes a apresentar evoluções diferenciadas, durante a execução das atividades. A implementação dessa proposta ocorreu em duas turmas da segunda série do Ensino Médio, na cidade de Garibaldi-RS, no mês de outubro de 2003. Em cada uma dessas turmas, aplicamos três instrumentos de coleta de dados, que consistem de questões abertas Pré-teste, guia de simulação e pós-teste. Para a elaboração desses questionários, bem como do guia de simulação, foram levadas em consideração as concepções alternativas dos estudantes, documentadas na literatura. O uso das simulações foi acompanhado de guias de simulação embasados na estratégia P.ºE (Predict-Observe-Explain). Na análise dos instrumentos de coleta de dados, foi realizada uma inicial análise interpretativa, para classificarmos as respostas de cada uma das situações estudadas, de acordo com um nívelde compreensão específico, e uma posterior quantificação (em escala ordinal) desses resultados para a análise quantitativa. Esta análise utilizou basicamente análise inferencial com estatística não-paramétrica com testes Wilcoxon (amostras pareadas) e o U de Mann-Whitney (amostras não-pareadas). estudamos também o comportamento de uma variável relacionada à variância do nível de compreensão total de um mesmo grupo da amostra. De maneira geral, a análise quantitativa mostrou que houve evoluções conceituais, de conceitos/situações para ambos os programas, mas diferenciando uma simulação; Lechat apresentou os melhores resultados no nível simbólico e microscópico, enquanto Colisões apresentou o melhor resultado para a representação atomística. Também verificamos que a diferença entre estudantes do mesmo grupo diminuiu após a atividade. A análise qualitativa revelou elementos de como ocorrem evoluções conceituais distintas, associadas também à interação entre estudantes de um mesmo grupo.

Palavras Chave
Simulações Computacionais, Equilíbrio Químico, evolução Conceitual, Concepções alternativas, níveis de representação de um fenômeno químico, metodologia qualitativa, metodologia quantitativa, triangulação metodológica, P.O.E, estatística não-paramétrica.