UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
JOSÉ RICARDO LEMES DE ALMEIDA
Ferramenta de auxílio no processo ensino-aprendizagem:
Eficácia da utilização de kit educacional no primeiro ano
do Ensino Médio na disciplina de Química
São Paulo
2010
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
JOSÉ RICARDO LEMES DE ALMEIDA
Ferramenta de auxílio no processo ensino-aprendizagem:
Eficácia da utilização de kit educacional no primeiro ano
do Ensino Médio na disciplina de Química
Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Distúrbios do Desenvolvimento
da Universidade Presbiteriana Mackenzie como
requisito parcial para a obtenção do título de
Mestre.
Orientador: Prof. Dr. Paulo Sérgio Boggio
São Paulo
2010
A447c Almeida, José Ricardo Lemes de.
Ferramenta de auxílio no processo ensinoaprendizagem: eficácia da utilização de kit educacional no
primeiro ano do Ensino Médio na disciplina de Química / José
Ricardo Lemes de Almeida.
115 f. ; 30 cm
Dissertação (Mestrado em Distúrbios do Desenvolvimento) Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2011.
Bibliografia: f. 73-76
1. Aprendizagem. 2. Ensino regular. 3. Química. 4. Habilidade
viso espacial. 5. Modelos físicos. I. Título.
CDD 373.2
JOSÉ RICARDO LEMES DE ALMEIDA
Ferramenta de auxílio no processo ensino-aprendizagem:
Eficácia da utilização de kit educacional no primeiro ano
do Ensino Médio na disciplina de Química
Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Distúrbios do Desenvolvimento
da Universidade Presbiteriana Mackenzie como
requisito parcial para a obtenção do título de
Mestre.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Paulo Sérgio Boggio (Orientador)
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Prof. Dr. Elizeu Coutinho de Macedo
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Prof. Dra. Patrícia Helena Lara dos Santos Matai
Universidade de São Paulo
AGRADECIMENTOS
Química é transformação e conexão. Nenhuma das duas ações seria possível nesta dissertação sem as pessoas que seguem – e para as quais deixo meus agradecimentos.
Pelo olhar sempre encorajador, estimulante e atento ao contexto da educação, meu mais
profundo agradecimento ao educador Mauro de Salles Aguiar.
Agradeço imensamente também ao professor Sérgio Américo Boggio, pelo incansável apoio
e pelo papel de constante desafiador na busca de respostas no universo da ciência.
Ao meu orientador Prof. Dr. Paulo Sérgio Boggio, um ex-aluno brilhante, para o qual apresentei os primeiros passos da química e agora me revelou novos caminhos nesse belo ciclo
que é a educação, meu muitíssimo obrigado.
Meus agradecimentos também aos alunos do Bandeirantes, aos quais chamo carinhosamente de “soldadinhos do saber”, pela força e torcida durante todo o percurso.
O compromisso, a afetividade e os laços estreitos com os professores da maravilhosa equipe de química do Bandeirantes, que foram fundamentais para o sucesso deste estudo. Fica
aqui o meu profundo agradecimento.
Muito obrigado ao Prof. Dr. Elizeu Coutinho de Macedo e a Profa. Dra. Patrícia Matai por
acreditarem nesta dissertação e proporcionar uma didática que possibilitou pontuar caminhos importantes a serem seguidos.
Meu agradecimento também a Mayara, ao Franco e ao Renato, queridos ex-alunos, por me
ajudarem na organização do material.
Este estudo não seria possível se não fosse pela grande compreensão, no sentido mais
amplo e profundo da palavra, deste grande educador que é o Prof. Pedro Fregonezze. Muitíssimo obrigado.
Fica aqui também o agradecimento à Bruna, companheira da educação que compreende o
caráter transformador que o professor exerce, e assim, muitas vezes nas suas leituras, me
auxiliou a corrigir o percurso.
Por fim, mas não menos importantes, a minha família, amigos e aos estagiários: Olívia, Jenniffer, Lívia, Décio, Luiz Fernando, meu muito obrigado pelo fundamental esforço que fizeram junto às planilhas.
E finalmente a todos aqueles de “grande alma” que viajaram comigo, dividiram as dores e as
lágrimas, e puderam compartilhar da alegria da vitória.
RESUMO
Uma das dificuldades encontradas no ensino da Química é o estabelecimento de relações
entre representações do nível microscópico e as do macroscópico na exploração de um
conceito. Estudos anteriores mostraram que a utilização de ferramentas de visualização
computacional ou física resulta em aprendizado mais efetivo de conceitos. Acredita-se que
parte do efeito positivo deva estar relacionada a um treinamento de habilidades visoespaciais. Para verificar essa hipótese, um grupo de 56 alunos pareados por gênero foi dividido
aleatoriamente em dois grupos. Um dos grupos recebeu intervenção educacional com o kit
de montagem física de um tetraedro; o outro recebeu uma lista de exercícios de geometria
molecular. Para a avaliação dos efeitos das intervenções propostas, após essas intervenções os alunos realizaram testes de rotação mental de figuras tridimensionais. Em um deles,
os estímulos eram figuras de moléculas e, no outro, eram objetos sólidos tridimensionais; as
figuras apareciam rotacionadas em uma tela de computador. A tarefa era dizer o nome das
moléculas e, no caso dos objetos, compará-los com outros objetos não rotacionados. Os
testes foram realizados em equipamento de registro dos movimentos oculares (Tobii®
1750). Foram analisados o tempo de resposta, o número de acertos e erros, e as estratégias visuais de rastreio dos estímulos. Os resultados sinalizaram que o uso do kit foi efetivo
para melhor visualização de moléculas, o que o caracterizou como importante ferramenta no
ensino-aprendizagem de Química. Além disso, o efeito do kit em testes de figuras tridimensionais apontou para o impacto positivo que esta estratégia teve nas habilidades visoespaciais de forma geral.
Palavras-chave: Aprendizagem, Ensino regular, Química, Habilidade visoespacial, Modelos
físicos, Geometria molecular.
ABSTRACT
One of the difficulties in teaching Chemistry is establishing relationships between representations of the microscopic and the macroscopic levels while exploring a concept. Earlier studies
have shown that the use of computer or physical visualization tools result in a more efficient
learning of these concepts. It is believed that part of the positive effect is related to training
visual-spatial abilities. Based on these studies, this research sought to investigate the impact
of an educational intervention on the accomplishments of tasks that measure visual-spatial
abilities. A group of 56 students paired by gender was divided randomly into two groups. One
of the groups received an educational intervention using a kit for building a tetrahedron; the
other group received a list of exercises of molecular geometry. To evaluate the effects of the
proposed intervention, students were asked to take part of two mental rotation tests of three
dimensional images after each intervention. In one of them, the stimuli were images of molecules, and in the other they were solid three dimensional objects; the images appeared at
different rotations on a computer screen. The task was to say the name of the molecules
and, in the case of the objects, compare them to other objects that had not been rotated. The
tests were applied using equipment that registers eye movements (Tobii® 1750). The analysis was based on response time, right answers, wrong answers, and strategies of
eye movement to follow stimuli. The main results showed a larger number of right answers in
the group that used the kit, both in the test with images of molecules and in the test of geometric objects. These results lead us to believe that the kit was effective for the visualization
of molecules, becoming an important teaching tool in Chemistry. Besides, the effect of the kit
in tests of three dimensional objects pointed out to the positive impact that this strategy had
on the visual-spatial abilities in general.
Keywords: Learning, Regular school, Chemistry, Visual-spatial ability, Physical models, Molecular geometry.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Layout da página disponível na rede da escola para a tarefa de construção
do kit tetraedro. ......................................................................................................... 41
Figura 2. Equipamento Tobii® 1750. .......................................................................... 43
Figura 3. Utilização do equipamento. ........................................................................ 44
Figura 4. Propriedades do movimento ocular geradas por imagens do tipo hot spot.
.................................................................................................................................. 45
Figura 5. Objetos tridimensionais usados como referência para rotação (CAPOVILLA
et. al., 1998). ............................................................................................................. 46
Figura 6. Quadro do objeto C sem rotação, à esquerda, e rotacionado a 90°, à direita
(COVRE et. al., 2005). .............................................................................................. 46
Figura 7. Estratégia de movimentos oculares seguida por um sujeito da pesquisa no
teste de rotação de figuras tridimensionais. .............................................................. 47
Figura 8. Estímulo apresentado na tela para julgamento da imagem tridimensional
de uma molécula. ...................................................................................................... 49
Figura 9. Estratégia de movimentos oculares empregada para identificação da
imagem tridimensional de uma molécula. ................................................................. 49
Figura 10. Total de acertos na tarefa de moléculas considerando o fator intervenção
(F = 5,49; p = 0,027). ................................................................................................. 52
Figura 11. Tempo de fixação na molécula considerando o fator grau de dificuldade (F
= 6,134; p = 0,003) .................................................................................................... 54
Figura 12. Tempo de fixação no nome da molécula conforme o fator turma (F=6,667;
p < 0,001). ................................................................................................................. 56
Figura 13. Tempo de fixação no nome da molécula considerando a interação
turma*intervenção. .................................................................................................... 57
Figura 14. Total de acertos na tarefa de figuras geométricas considerando o fator
gênero (F =4,718; p = 0,039)..................................................................................... 59
Figura 15. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de
figuras cúbicas, considerando o fator turma. ............................................................. 61
Figura 16. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de
figuras cúbicas, considerando a interação entre turma e gênero (azul: masculino;
vermelho: feminino). .................................................................................................. 61
Figura 17. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de
figuras cúbicas, considerando a interação entre turma e intervenção (azul: lista de
exercícios; vermelho: construção do kit). .................................................................. 62
Figura 18. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de
figuras cúbicas, considerando a interação entre gênero e intervenção (azul: lista de
exercícios; vermelho: construção do kit). .................................................................. 62
Figura 19. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de
figuras cúbicas, considerando a interação entre turma e intervenção no gênero
masculino (azul: lista de exercícios; vermelho: construção do kit). ........................... 63
Figura 20. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de
figuras cúbicas, considerando a interação entre turma e intervenção no gênero
feminino (azul: lista de exercícios; vermelho: construção do kit). .............................. 63
Figura 21. Estratégias de rastreio visual em tarefa de comparação de objetos
tridimensionais (COVRE et al, 2005)......................................................................... 64
Figura 22. Resultados da análise dos diferentes padrões de rastreio visual
empregados por indivíduos que fizeram o Kit ou a lista de exercícios. ..................... 65
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Composição das turmas no nível 1 randomizadas de acordo com a
classificação dos alunos. ........................................................................................... 35
Tabela 2. Composição quantitativa dos Grupos A e B com indicação do gênero dos
alunos. ....................................................................................................................... 38
Tabela 3. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos dos acertos de
moléculas sobre as variáveis independentes. ........................................................... 51
Tabela 4. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos do tempo de fixação
na figura molecular no teste de moléculas. ............................................................... 53
Tabela 5. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos do tempo de fixação
no nome das moléculas no teste de moléculas. ........................................................ 55
Tabela 6. Valores calculados de F e de p na ANOVA para acertos no teste de figuras
geométricas. .............................................................................................................. 58
Tabela 7. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos do tempo de
resposta no teste de figuras cúbicas sobre as variáveis independentes. .................. 60
SUMÁRIO
RESUMO..................................................................................................................... 5
ABSTRACT ................................................................................................................. 6
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... 7
LISTA DE TABELAS ................................................................................................... 9
1.
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 12
1.1
O ENSINO DE QUÍMICA ............................................................................. 13
1.2
ROTAÇÃO MENTAL: UMA HABILIDADE VISOESPACIAL ......................... 19
1.3
HABILIDADE VISOESPACIAL E ENSINO DE QUÍMICA............................. 22
1.4
ELEMENTOS FACILITADORES DA APRENDIZAGEM .............................. 24
1.5
PRESSUPOSTOS EDUCATIVOS ............................................................... 32
2.
OBJETIVOS ....................................................................................................... 33
3.
MÉTODO ........................................................................................................... 34
3.1
4.
PARTICIPANTES ......................................................................................... 34
3.1.1
Composição inicial da amostra .............................................................. 34
3.1.2
Seleção da amostra final ....................................................................... 35
3.2
INSTRUMENTOS......................................................................................... 38
3.3
PROCEDIMENTOS...................................................................................... 39
3.4
ANÁLISE DOS DADOS................................................................................ 50
RESULTADOS ................................................................................................... 51
4.1
TESTE DE ROTAÇÃO DE MOLÉCULAS .................................................... 51
4.2
TESTE DE ROTAÇÃO DE FIGURAS GEOMÉTRICAS 3D ......................... 57
5.
DISCUSSÃO ...................................................................................................... 67
6.
REFERÊNCIAS .................................................................................................. 73
APÊNDICE A - Roteiro para a aula sobre Geometria Molecular ............................... 78
APÊNDICE B - Lista de exercícios de geometria molecular...................................... 82
APÊNDICE C - Guia para elaboração do Kit Tetraedro ............................................ 85
APÊNDICE D – Carta de informação ao sujeito de pesquisa ................................. 114
1. INTRODUÇÃO
O ensino tem como objetivo inserir os indivíduos na sociedade, transmitindo a
cultura e os conhecimentos adquiridos pela Humanidade e, também, desenvolver
suas capacidades, principalmente no que se refere ao aspecto intelectual.
O Ensino Médio, enquanto etapa final de todo o processo educacional básico, é
fundamental na preparação do jovem aluno na escola para a fase adulta. É uma oportunidade de educá-lo para fazê-lo vivenciar diferentes formas de conhecimento e
habilidades intelectuais e práticas.
Na realização dessa etapa, aparecem dificuldades assim como conteúdos mais
abstratos e maior quantidade de tarefas. O aluno dessa fase geralmente está vivenciando a adolescência, etapa na qual, na sociedade em que vivemos, se encontra
em uma fase de dúvidas, visto que as responsabilidades se multiplicam, novas habilidades são experimentadas e testadas em busca da aprovação escolar e da afirmação como pessoa. Além disso, na escola, a quantidade e o ritmo em que os conteúdos são apresentados aumentam e se tornam mais complexos.
A maneira de pensar e de ver o mundo se altera constantemente, motivada pela diversidade de informações e de produções das quais o aluno precisa mostrar seu
conhecimento. Esse conjunto de informações gera obstáculos pedagógicos que devem ser encarados, buscando-se sempre as melhores maneiras de contorná-los, a
fim de evitar que diminuam a chance de crescimento intelectual.
Tais dificuldades se tornam mais acentuadas para os alunos com transtornos
de aprendizagem, tais como transtorno de atenção, hiperatividade, dislexia e discal12
culia, e para aqueles com distúrbios neurológicos no desenvolvimento (como paralisia cerebral). Pensar a inserção desses alunos se faz necessário, e é preciso buscar
formas de adaptação para recebê-los e para desenvolver suas potencialidades, trabalhando com novos métodos e práticas. Para proporcionar um ensino mais efetivo,
é importante entender os aspectos que dificultam a aprendizagem dos elementos
mais complexos dentro dos conteúdos a serem ensinados para, com isso, compreender o aluno que apresenta tais dificuldades.
O conjunto das matérias que inclui Matemática, Física, Biologia e Química é
definido pelos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (BRASIL, 1999)
como matérias que compõem o estudo das Ciências. Nesse documento, encontramse referências às matérias de Ciências e, em particular, à especificação para o aprendizado de Química no Ensino Médio:
[...] deve possibilitar ao aluno a compreensão tanto dos processos
químicos em si quanto da construção de um conhecimento científico em
estreita relação com as aplicações tecnológicas e suas implicações ambientais, sociais, políticas e econômicas. (BRASIL, 1999).
Junto à possibilidade de compreensão definida pelos parâmetros, o conteúdo
das Ciências traz um conjunto de novos conhecimentos e novos elementos que exigem dos alunos raciocínio cada vez mais complexo.
1.1 O ENSINO DE QUÍMICA
O ensino de Química como disciplina é oferecido no nível médio e é ministrado
13
em três anos. Segundo Cardoso (2003), a importância do ensino de Química não
está apenas no simples conhecimento do conteúdo teórico da disciplina, mas também na formação do aluno como cidadão capaz de compreender e questionar os
fenômenos que ocorrem à sua volta. Para isso, esse ensino deve estar vinculado ao
cotidiano do aluno e às questões sócio-político-econômicas.
O curso de Química deve contribuir para que os estudantes percebam sua relação com quase todas as outras ciências – de Física a Geografia e Biologia. Cabe
ao professor associar a Química com o cotidiano, assim munidos de ferramentas
fornecidos pelos mesmos, os alunos tornar-se-ão cidadãos críticos.
As dificuldades de aprendizagem dos conteúdos de Química estão relacionadas com a maneira como a Química é abordada. O ensino dessa disciplina foi fortemente orientado para a solução de problemas numéricos BRASIL (1999). Tratada
como uma Ciência Quantitativa, a resolução de problemas implicava em treinamento
sistemático.
Pozo (2003) enfatiza a relevância das habilidades de solução de problemas no
Ensino Médio, embora saliente que “o ensino para a solução de problemas é muito
pouco eficaz quando tem como base apenas desenvolver estratégias gerais (definir
o problema, traçar um plano, aplicá-lo e avaliá-lo). É necessário concretizar essas
ideias gerais em domínios concretos através de técnicas e estratégias específicas”
(p. 49).
Minsky (2008) relata como a linguagem matemática interfere na relação ensinoaprendizagem:
14
Muito do problema quantitativo se dá devido a forma como o professor delineia a mente das crianças com a matemática. Ao invés de inserir as
ideias como uma robusta cadeia concatenada, equações e fórmulas são
passadas como uma “torre trêmula” Uma cadeia pode ser quebrada em
qualquer elo, todavia uma torre pode tombar com o mais singelo empurrão.
E é isso que ocorre com o ensino de matemática, pois professores tentam
ensinar que equações e fórmulas são mais expressivas que simples palavras. Todavia, levam-se anos para se tornar proficiente e usar a linguagem
matemática adequadamente. É neste momento que o uso de fórmulas e
equações passa a ter uma importância menor.
Considerando a metodologia adotada por educadores de um modo geral, há
privilégio na abordagem matemática. O curso de Química está sobrecarregado desse conteúdo, o que colabora para que esteja apoiado num tratamento numérico. Para a mudança no curso, são necessários que outros conteúdos sejam acrescentados, que alguns tópicos sejam cortados, visando os aspectos qualitativos e não apenas os numericos.
O ensino das ciências, por tratar de questões que não são observáveis diretamente pelos alunos, exige a utilização do pensamento abstrato e da capacidade de
representar mentalmente, como é o caso, por exemplo, da discussão sobre a estrutura de objetos microscópicos, como átomos na Química ou células na Biologia, que
requer a representação dessas estruturas, já que tais objetos não podem ser diretamente visualizados.
A Química faz das representações uma ferramenta de trabalho que pressupões
o uso de simbologias e imaginação de modelos, que se tornam fatores críticos para
o desenvolvimento de conceitos científicos (MATHEWSON, 1999). As representações, no estudo de Química, podem ser classificadas como macroscópica, micros15
cópica e simbólica (GABEL, 1998). A representação do nível macroscópico ocorre
quando se descrevem fenômenos observáveis; a do nível microscópico ocorre
quando se descrevem arranjos espaciais e movimentos das moléculas; e a representação simbólica se refere à linguagem química de sinais, como fórmulas, símbolos atômicos e outros (WU; SHAH, 2004). A água, por exemplo, pode ser representada como um líquido incolor (nível macroscópico), como um conjunto de moléculas
formadas por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (nível microscópico), ou
pela fórmula H2O (simbólica).
Segundo BROSNAN; REYNOLDS (2001), há uma dificuldade dos alunos em
explicar fenômenos observados macroscopicamente por meio de representações do
nível microscópico. Como forma de ilustrar essa dificuldade, cita-se a compreensão
dos alunos a respeito da dissolução do açúcar em água: a maioria dos alunos tenderia a explicar a dissolução do açúcar dizendo que o açúcar se misturou à água, formando uma mistura líquida, ou seja, representando o nível macroscópico; se fosse
capaz de representar o nível microscópico, provavelmente indicaria que as moléculas de água envolvem as de açúcar, fazendo com que se separem.
De acordo com KOZMA (2000), Considerando-se que, no nível macroscópico,
estão as relações visualmente observáveis, pode-se sugerir que os alunos buscam
as respostas a partir do que pode ser observado diretamente e, de certa forma, tendem a ignorar os processos microscópicos pela dificuldade de visualizá-los. Todavia,
a preferência pela representação do nível macroscópico afeta a compreensão da
Química, pois saber utilizar os três tipos de representações (níveis macroscópico,
microscópico e simbólico) em conjunto é o que favorece a compreensão efetiva dos
16
conceitos químicos. Ou seja, apresentar ao aluno apenas um tipo de representação
(por exemplo, apenas o macroscópico) para explicar/entender um conceito implica
em que o mesmo não compreenderá de maneira satisfatória o conhecimento proposto pelo estudo da Química.
Para compreender efetivamente um conceito em Química, é necessário conseguir relacionar as representações do nível microscópico com as do nível macroscópico e simbólico. Possibilitar ao aluno tal conjunto de representações é um objetivo
destacado no ensino da Química.
Cook (2006) indica que, por mais interessante que seja relacionar múltiplas representações sobre um mesmo objeto há uma dificuldade dos alunos na utilização
de todas as informações ao mesmo tempo, quanto mais informações sobre um
mesmo objeto de estudo são apresentadas, é requisitada mais atenção do aluno. A
autora, propõe como uma maneira de contornar esta dificuldade de relacionar múltiplas representações, que se promova a possibilidade de o aluno criar cada representação do objeto de estudo isoladamente, passo a passo, antes de utilizá-las em
conjunto.
Wu, Krajcik e Soloway (2001) também discutem a dificuldade de relacionar representações de diferentes níveis para a explicação de um conceito. Os autores caracterizam essa dificuldade como a incapacidade dos alunos em traduzir um tipo de
representação para outro. Exemplo disso diz respeito às dificuldade dos alunos em
construir um modelo de uma molécula de água utilizando bolas de isopor, que representem átomos de oxigênio e hidrogênio, e palitos, que representem ligações químicas entre esses átomos, conhecendo apenas sua fórmula molecular (H2O), ou seja,
17
apresentam dificuldade em relacionar a representação simbólica a uma representação do nível microscópico.
Em outra perspectiva, o estudo de Lesh, Post e Behr (1987) mostrou que, apesar dos alunos descreverem macroscopicamente certos fatos, os mesmos não se
apropriam de representações microscópicos na explicação de fatos. Esses autores
verificaram que, antes de realizar traduções das representações, é necessário que o
aluno entenda os conceitos relacionados a cada tipo de representação para que, a
partir de uma, possa inferir sobre a construção de outra.
Diversos autores (KRAJCIK,1991; LESH et al., 1987; WU et al., 2001) estabelecem, assim, um segundo tipo de dificuldade relacionada ao uso de representações
na disciplina de Química: há uma dificuldade por parte dos alunos na interpretação
do significado químico de cada representação. Por exemplo, o aluno pode se deparar com o modelo que utiliza bolas e palitos no intuito de mostrar a estrutura geométrica de uma molécula; caso não entenda que as bolas representam os átomos e os
palitos representam as ligações químicas entre os átomos, tal modelo é inválido para
ajudar o aluno a visualizar a estrutura molecular e, assim, para relacioná-la com algum conceito estudado em Química. Nessa perspectiva, entender o significado de
um modelo ou representação implica na tradução desse modelo em outros tipos de
representações, pois o entendimento da questão ocorre na medida em que o aluno
consegue compreender que diferentes modelos representam a mesma molécula.
Outra dificuldade relacionada ao uso de representações parece decorrer da
necessidade de visualizar mentalmente a estrutura tridimensional de um objeto a
partir de sua representação bidimensional. Wu et al. (2001) trabalharam na constru-
18
ção de modelos moleculares com um grupo de 71 alunos de escolas publicas de
Midwes e mostraram que, no caso de Química, há dificuldade em conseguir visualizar a forma geométrica que uma molécula assume espacialmente, em três dimensões, quando a mesma molécula está representada no plano do papel ou da lousa
(bidimensional) ou por meio de símbolos.
O aluno deve imaginar o arranjo espacial (tridimensional) que os átomos e as
ligações químicas de uma molécula apresentam, tendo como informação os mesmos átomos e ligações representados com símbolos diferentes e de uma forma na
qual não se reconhecem profundidade, largura ou altura. Assim, o reconhecimento
do significado dos símbolos usados em cada representação mostra que o aluno
compreendeu tal representação e, assim, é capaz de conseguir traduzir um modelo
bidimensional em um modelo tridimensional do mesmo objeto.
Compreender o significado de cada tipo de representação, traduzir um tipo de
representação para outro e visualizar mentalmente uma estrutura tridimensional a
partir de uma representação bidimensional partilham como fator comum: a habilidade visoespacial.
1.2 ROTAÇÃO MENTAL: UMA HABILIDADE VISOESPACIAL
Lopes (2006) define que a habilidade visoespacial é subdividida em habilidades
visuais e habilidades espaciais. As habilidades visuais incluem o processamento de
cor e de movimento, e as habilidades espaciais incluem a localização visual, a atenção espacial, o conhecimento espacial e o raciocínio espacial. O autor discute que a
19
visualização espacial envolve manipulações complexas como, por exemplo, a rotação de objetos tridimensionais.
Diferentes indivíduos respondem a estímulos de diferentes maneiras e em
tempos diferentes. Quando submetidos ao mesmo teste, homens e mulheres apresentam diferenças significativas nos seus desempenhos Lopes (2006).
Hugdahl, Thomsen e Ersland (2006) produziram evidências que sugerem que
as áreas no lóbulo parietal seriam responsáveis pelo ato mental de rotação. A rotação mental é parte de um processo neuronal que envolve o lóbulo parietal e áreas
corticais frontais; os lóbulos frontais da esquerda estariam relacionados a um processo de categorização do estímulo, e o lóbulo parietal seria responsável pela rotação em si.
Uma das evidências que comprovam que os diferentes indivíduos utilizam diferentes formas de raciocinar na hora de resolver problemas está na parte do cérebro
que é ativada para esse fim. O fato de utilizar o hemisfério direito ou o esquerdo
comprova a diferença na estratégia na hora de solucionar rotações mentais (HUGDAHL et al., 2006).
Ocorre, ainda, a ativação do giro frontal no córtex cerebral no ato de resolução
desses problemas de rotação. Isso indica que o processo de rotação mental ativa
áreas do cérebro relacionadas à fala, como se o sujeito estivesse executando uma
fala silenciosa. Nesse sentido, homens se valem de ativações visuais, enquanto mulheres usam mais áreas da fala (HUGDAHL et al., 2006).
Nesse estudo de Hugdahl et al. (2006), as imagens de ressonância cerebral
mostraram que, ao tentar resolver tais problemas, os indivíduos ativavam áreas da
20
fala, como se conversassem internamente. Homens mostraram ativação na área do
lóbulo parietal, e mulheres, na área direita do giro frontal.
Esses autores também puderam demonstrar que a testosterona afeta o rendimento das mulheres no que diz respeito à visualização de rotações. Quando ministrada em pequenas doses em mulheres, a testosterona fez com que elas melhorassem o desempenho em tarefas de rotação mental.
Estudos comprovaram que, além do fator hormonal, as mulheres requerem
tempo de resposta maior na execução dessas tarefas, pelo fato de priorizarem mais
o nível de acerto do que a realização da tarefa proposta, o que, por sua vez, promoveria seu pior desempenho em relação aos homens. Segundo Prinzel e Freeman
(1995), as mulheres teriam maior cautela para responder às tarefas mediante o sentimento de insegurança de assinalarem respostas erradas. Os homens, por outro
lado, diminuem suas chances de assinalarem respostas corretas, já que respondem
com mais rapidez para, assim, responder maior número de questões.
Prinzel e Freeman (1995) analisaram o tempo de resposta que o sujeito usa para
indicar se duas figuras pareadas, ao serem rotacionadas, representam ou não o
mesmo objeto. Acima de tudo, visaram a identificar se havia diferenças de resposta
entre gêneros, e se essa diferença de resposta seria tanto maior quanto maior fosse
o ângulo de rotação entre as imagens pareadas. Os ângulos de rotação utilizados
nesse estudo foram especificamente de 90º e 180°, d e modo a eliminar vieses metodológicos decorrentes de angulações mais variadas. Para o estudo, os autores
partiram da premissa de que as mulheres levariam mais tempo e apresentariam menor número de respostas corretas que os homens em ambas as angulações, e que
21
tanto homens quanto mulheres assinalariam maior número de respostas incorretas
com o aumento do ângulo de rotação. Observaram grande vantagem para o sexo
masculino, quando a análise considerou número total de erros e acertos. Contudo, a
disparidade entre gêneros diminuiu quando a análise considerou o número de acertos dividido pelo número de respostas dadas em cada condição.
Estudos sobre rotação mental, uma habilidade visoespacial, podem auxiliar no
processo ensino-aprendizagem de Química, enquanto disciplina que introduz a
compreensão da constituição da matéria por partículas, o que requer que os alunos
reconheçam como tridimensionais as representações bidimensionais dessas partículas (BARKE, 1993).
1.3 HABILIDADE VISOESPACIAL E ENSINO DE QUÍMICA
Um dos fatores que contribuem para o sucesso do ensino de Química no Ensino Médio é habilidade do aluno de representar de forma bidimensional objetos microscópicos tridimensionais.
Segundo Appling e Peak (2004), os alunos devem desenvolver, primeiro, a habilidade visoespacial para, depois, conseguir visualizar o que realmente representa o
modelo da molécula e, assim, compreender um conceito de Química. Dessa forma,
quando o aluno imagina uma molécula, ou seja, representa um objeto microscópico
tridimensional, ele necessita visualizar como essa molécula está arranjada espacialmente, exercitando, assim, sua habilidade visoespacial. Se precisar imaginar essa
mesma molécula para explicar um fenômeno macroscópico ou para escrever a fór-
22
mula química correspondente, utilizará, novamente, a habilidade visoespacial. Caso
o aluno veja uma representação bidimensional de uma molécula na lousa e precise
traduzi-la no modelo tridimensional, fará uso, também, da habilidade visoespacial.
Para isso, o primeiro passo é possibilitar ao aluno a formação dessa representação
mental. Como o processo de representar mentalmente é complexo, alguns alunos
podem ter alguma dificuldade em fazê-lo, caso não seja oferecido um modelo concreto ou real. Dessa forma, como a própria compreensão do conteúdo só é possível
a partir dessa representação, o professor de Química não pode furtar-se da tarefa de
promover esse aspecto durante o ensino da disciplina.
Williamson e José (2005) abordaram a importância da utilidade de visualização
espacial em Química, apontando em um estudo com 33 participantes submetidos a
um workshop utilizando um software para construção de figuras 3D. Este estudo
mostrou que durante o evento, os participantes melhoraram a sua habilidade visoespacial.
Anderson e Bodner (2008) apontam que no momento em que a disciplina de
Química passou a estudar átomos e moléculas, símbolos bidimensionais se tornaram insuficientes para representá-los, tornando a visualização espacial de moléculas
uma ferramenta imprescindivelmente comum. Essa questão também foi discutida
por. Os autores para contribuírem com esta afirmação, relatarem o caso de Parker,
um aluno que obtinha bons resultados em Química Geral, mas não em Química Orgânica, pois não compreendia a simbologia bidimensional da Química Orgânica nem
conseguia traduzi-la em representações tridimensionais.
Tem-se, com isso, que o aluno, na aprendizagem de Química, deve ser capaz
23
de observar os fenômenos que podem ser visualizados por ele; compreender como
acontecem em grau microscópico; representar tais reações simbolicamente; e visualizar essas relações em uma forma tridimensional. Fica clara, dessa forma, a complexidade de pensamento necessária para a aprendizagem efetiva de tais conceitos.
No entanto, além das habilidades visoespaciais, o processo de aprendizagem, de
modo geral, requer outros fatores que a facilitem.
1.4 ELEMENTOS FACILITADORES DA APRENDIZAGEM
Para PIAGET (1973), na adolescência se atinge o último estágio de desenvolvimento cognitivo – o Estágio Operatório Formal, marcado pela passagem do pensamento concreto para o pensamento formal, no qual os sujeitos são capazes de
superar a dependência da referência concreta e real, a necessidade de manipulação
dos objetos, para a construção do pensamento formal. Em síntese, ultrapassa-se o
plano do concreto e alcança-se o plano das ideias, o que possibilita a capacidade de
teorizar, de buscar explicações para problemas não naturais e de projetar situações
futuras a partir do próprio pensamento. Sem esse tipo de raciocínio, a mera compreensão dos aspectos implicados no estudo científico ou o pensamento hipotético ficariam comprometidos.
Nesse período, além da lógica de proposições, são desenvolvidas,
entre outras, operações combinatórias e de correlação. (FERRACIOLI,
1999, p.8-9).
24
Na concepção proposta por Vygotsky (1984) do materialismo dialético, os sujeitos se desenvolvem a partir das relações que estabelecem com o meio e com os
outros, e a aprendizagem se constitui da apropriação e da transformação dos saberes adquiridos pela Humanidade. O processo intencional de elaboração de conhecimento pela via do ensino escolar visa à superação dos conceitos cotidianos, aprendidos na interação social e a partir das impressões/explicações imediatas, propiciando a aprendizagem de conceitos científicos, que exigem operações mentais complexas (PALANGANA, GALUCH & SFORNI, 2002).
O conteúdo escolar transforma-se em funções mentais, afetivas, psíquicas em geral, as quais compõem os fundamentos do pensamento. De
modo que, antes de se questionar a qualidade de raciocínio, de percepção,
de atenção, enfim, de pensamento dos alunos, é preciso interrogar sobre a
qualidade e o como os conteúdos vêm sendo trabalhados em sala de aula.
(PALANGANA et al., 2002, p. 115).
Segundo Palangana et al. (2002), a formação do pensamento abstrato, lógico,
nos alunos é uma das principais responsabilidades do ensino escolar, que deve
possibilitar a compreensão do mundo no qual estão inseridos, as transformações e
contradições, assim como conceitos científicos e valores. Com isso, as dificuldades
dos alunos em compreender conteúdos do Ensino Médio são compreensíveis, mas
requerem o interesse dos profissionais da educação em desenvolver novas técnicas
que facilitem a compreensão desses conteúdos e que favoreçam o desenvolvimento
cognitivo dos alunos, de forma que sejam capazes de adquirir autonomia para aprendizagens futuras. É atribuída ao professor a tarefa de fazer com que o aluno
25
compreenda o conteúdo e desenvolva capacidades cognitivas de forma a aprender a
aprender.
De acordo com Fonseca (2009), a interação entre os professores e os alunos
requer que os primeiros se interponham entre as situações do mundo e os conteúdos a serem ensinados e os aprendizes, moldando-as e transformando-as de acordo
com as suas necessidades, o que é denominado de mediatização.
A ação do mediatizador puxa o mediatizado para novos níveis de
funcionamento cognitivo, excedendo as suas capacidades iniciais, modificando-as de forma prospectiva. (p. 119).
Moran (2001) define mediação pedagógica como “a atitude, o comportamento
do professor que se coloca como facilitador, incentivador ou motivador da aprendizagem, que se apresenta com a disposição de ser uma ponte entre o aprendiz e sua
aprendizagem – não uma ponte estática, mas uma ponte rolante, que ativamente colabora para que o aprendiz chegue aos seus objetivos”. Dessa forma, para realizar
sua atividade de ensinar com eficiência, o professor deve lançar mão de diferentes
recursos e métodos de ensino na busca de diminuir as dificuldades encontradas pelos alunos e de levá-los a novas aprendizagens e níveis mais altos de desenvolvimento cognitivo.
As dificuldades encontradas no ensino de ciências atingem não somente os alunos, mas também os professores que, para realizar suas práticas pedagógicas,
buscam métodos ou ferramentas que satisfaçam seus propósitos educacionais para
desenvolver as habilidades e competências necessárias para a ampla formação do
26
aluno.
A Lei 9.394/96 – Lei de Diretrizes e Bases (LDB) da Educação, no artigo 36,
parágrafo II, diz que o professor “adotará metodologias de ensino e de avaliação que
estimulem a iniciativa dos estudantes” (apud MIGLIATO, 2005).
Ainda segundo Migliato (2005), a utilização de material didático no ensino de Ciências em sala de aula e/ou laboratórios didáticos tem importância historicamente reconhecida no processo de aprendizagem. Ferreira (2000) cita que a década de 1970
foi marcada por projetos que tinham por objetivo preparar professores e adequar materiais didáticos para uso em sala de aula. São apontadas inúmeras dificuldades, tais
como falta de materiais didáticos e equipamentos de laboratório, impedido o trabalho
do professor e gerando desmotivação ao aluno para o aprendizado da Ciência, bem
como de outras disciplinas em que se poderiam utilizar técnicas alternativas para o
processo de ensino e aprendizagem.
O desenvolvimento de materiais didáticos para o ensino das Ciências tem sido
o foco de inúmeros pesquisadores que buscam uma forma de facilitar o processo de
aprendizagem. Lima e Lima-Neto (1999) descreveram a construção de um kit de
modelos atômicos para ilustração de estruturas moleculares em aulas de Química.
Os átomos foram representados por esferas de plástico e as ligações entre eles, por
varetas. Para isso, foram usadas bolinhas de isopor, bolas de bexigas, arames e
alfinetes. Contudo, kits dessa natureza podem apresentar desvantagens como, por
exemplo, a fragilidade dos materiais envolvidos. Dessa forma, os autores propuseram que o profissional do ensino construa o seu próprio material didático com o intuito de melhorar a aprendizagem dos alunos.
27
Na pesquisa de BAUMEL (2003), foi desenvolvida metodologia de ensino de
Química para alunos com deficiência visual, na qual eram utilizados apenas cartolina, barbante, bolinhas de isopor, grãos de feijão e pequenos ímãs, para explicar os
conceitos básicos de Estrutura Atômica, inclusive de Distribuição Eletrônica. Nesse
trabalho, segundo a autora, para obter-se um bom resultado, era fundamental dar
atenção especial a cada aluno, de modo que todos pudessem manusear o material
elaborado. Ao final das atividades de ensino, aplicou-se questionário para avaliar a
assimilação do conteúdo dado. Concluiu-se que esse material didático poderia ser
aplicado também a alunos sem deficiência visual, e, assim, facilitar a integração do
aluno com essa deficiência na rede regular de ensino.
Barke (1993) comparou um grupo experimental com um grupo controle. O grupo experimental recebeu um kit de montagem de moléculas e o grupo controle apenas uma lista de exercícios de cálculos químicos. O resultado mostrou que a utilização de modelos físicos de moléculas aumentou significativamente (5%) a pontuação
de alunos em testes de visualização espacial e na compreensão de conceitos químicos em relação ao grupo controle.
Gotch e Coleman (1998) mostraram que a habilidade de percepção espacial é
fundamental para a formação de conceitos e compreensão de Química. Foram utilizados instrumentos comprovadamente confiáveis como o IPDT (An Inventory of Piaget’s Developmental Tasks) que foram aplicados em três grupos de alunos de química ao longo de doze anos, onde foi aplicado pré-testes, intervenção (utilização de
modelos 3D) e pós-testes. Foi demonstrado que o uso de ferramentas que promovam a melhoria dessa habilidade visoespacial, possibilita compreensão ainda mais
28
ampla dos conceitos de Química.
A utilização de computadores como auxiliar no ensino de Química é abordada
nos estudos de Dori e Barak (2001). Em seus estudos, os pesquisadores testaram o
conhecimento de alunos sobre estrutura molecular antes e depois de utilizarem ferramentas computacionais e físicas para visualização, mostrando que não houve somente evolução significativa de aprendizagem de conceitos pelos alunos que tiveram contato com as ferramentas computacionais, mas também que esses alunos
utilizaram diferentes representações em suas explicações e se mostraram mais capacitados em visualizar uma molécula tridimensionalmente e representá-la no plano
bidimensional.
Ealy (2004) discutiu meios para a compreensão de conceitos de Química e
concluiu que há evolução do conhecimento dos alunos em testes sobre estrutura
molecular após a utilização de ferramenta computacional de visualização de moléculas. Os alunos que discutiram os conceitos com a utilização ativa dessa ferramenta
apresentaram melhor pontuação nos resultados dos testes em relação aos alunos
que apenas visualizaram as moléculas em sala de aula.
Migliato (2005) propôs que o uso de kits de modelo molecular é indispensável
para ensino de alguns dos principais conceitos em Química. Segundo esse autor, a
manipulação de modelos ajuda os alunos a ter acesso ao mundo invisível dos átomos e das moléculas; além disso, os kits são divertidos e atraentes para os alunos.
Frente a esse cenário, a utilização de tecnologias computacionais surge como
alternativa na busca de soluções para melhorar a aprendizagem dos alunos. O uso
dessa tecnologia envolve a capacidade de criar novas oportunidades curriculares e
29
de ensino ao trazer para a sala de aula problemas do mundo real para que os alunos
os avaliem e resolvam. A tecnologia, nesse sentido, pode ajudar a criar um ambiente
criativo, no qual os estudantes, além de solucionarem problemas, também os percebem de forma ampla e situados na realidade.
No ensino das Ciências, a tecnologia pode, ainda, servir como ferramenta interessante para promover e facilitar o acesso dos alunos à informação. Especificamente no campo do ensino de Química, a visualização das reações no âmbito microscópico tem sua compreensão facilitada.
Na verdade, a aprendizagem a partir do mundo real tem sido usada pelos professores por intermédio de estudo do meio, de laboratórios etc. O grande problema é
que, dificilmente, as atividades são incorporadas em virtude das limitações logísticas
e da quantidade de temas a serem cobertos. É nesse sentido, então, que a tecnologia oferece ferramentas poderosas para lidar com tais limitações, ferramentas essas
que incluem apresentações audiovisuais, simulações, sistemas eletrônicos de comunicação, entre outros.
A introdução das tecnologias na sala de aula possibilitou ao professor rever o
seu papel na promoção da aprendizagem. A tecnologia permite que o professor tenha liberdade para experimentar e improvisar (MEANS; HAERTEL, 2000). À medida
que os professores aprendem a utilizar as novas tecnologias em sala de aula, acabam modelando o processo de aprendizagem para os alunos. Além disso, nesse
novo ambiente, a função de ensinar ganha um status diferenciado, pois o aluno ganha autonomia para gerenciar seu processo de aprendizagem, motivando-se.
O educador deve estar inserido no seu tempo e trabalhar de acordo com o seu
30
[a1] Comentário: Falta referencia
público. Assim, o professor do século XXI deve estar preparado para lidar com o aluno do século XXI. Diferentemente do que ocorreu em outras gerações, as crianças
e jovens de hoje em dia nascem com acesso direto e amplo a diferentes tecnologias
e a uma quantidade ilimitada de informações disponíveis na rede mundial de computadores. Desse modo, quando os educadores aprendem a utilizar essas tecnologias,
sua própria aprendizagem acaba influenciando sua maneira de ajudar os estudantes
a aprender.
No ensino de Química, as pesquisas indicam que a utilização de ferramentas
computacionais de visualização estimula as habilidades visoespaciais no aluno,
permitindo-lhe melhor representação da molécula e colaborando para aprendizado
mais amplo de conceitos químicos. Entretanto, deve ser discutida a diferença entre a
utilização de ferramentas computacionais e a de ferramentas físicas de visualização.
Segundo Dori e Barak (2001), ferramentas físicas são restritas pelas condições
de montagem, pois as peças são escassas e de poucas cores, embora, ainda assim,
permitam ao aluno enxergar o que seria a estrutura tridimensional real da molécula.
A ferramenta computacional, por sua vez, permite ao aluno montar diversas moléculas com diferentes átomos, mas mostram apenas imagens tridimensionais das moléculas em um plano bidimensional (tela do computador).
De acordo com Wu et al. (2001), ao se utilizarem modelos físicos, tem-se um
efeito mais positivo e prolongado na compreensão dos alunos. Esses autores verificaram que os alunos têm preferência em representar moléculas por meio do modelo
físico chamado “bola e palito”, pois a construção desse modelo dimensiona um formato concreto da molécula, possibilita a sua manipulação e, com isso, o conceito
31
acaba ficando mais claro para o aluno.
1.5 PRESSUPOSTOS EDUCATIVOS
No Ensino Médio, na disciplina de Química, temas específicos tratados em sala
de aula tais como ligações químicas, geometria molecular e no ensino superior, estereoquimica, têm levado os alunos a imaginarem que Química é uma ciência abstrata, pois na maior parte das vezes não conseguem conceber as idéias de espaços
tridimensionais.
Assim a construção de modelos manuais (kit), que facilitem a aprendizagem e
melhorem a compreensão dos temas acima mencionados, têm sido objetos de pesquisa e práticas concretas para a melhoria deste entendimento.
Portanto, educadores têm conseguido resultados com a construção de materiais
que visam motivar seus alunos para aprendizagem de química.
Esta construção também possibilita ao educador, no final da tarefa, promover
discussões de conceitos na área de química ao explorar a visão tridimensional do
modelo construído.
32
2. OBJETIVOS
Tendo em vista que a utilização de ferramentas de visualização física resulta em
aprendizado mais efetivo de conceitos, este trabalho tem como objetivos:
1- Investigar o impacto de uma intervenção educacional no desempenho de tarefas que mensuram habilidades visoespaciais comparando com o desempenho nos testes de rotação mental de figuras tridimensionais entre um grupo
que recebeu a intervenção educacional com um Kit de montagem física de
um Tetraedro e outro grupo que resolveu uma lista de exercícios de geometria molecular.
2- Comparar, a partir dessa análise o desempenho nos testes de rotação mental de figuras tridimensionais, entre alunos do sexo masculino e do sexo feminino. A partir dessa comparação verificar-se-á se algum dos sexos (masculino
ou feminino) é mais propenso a melhora da habilidade visuoespacial através
da intervenção educacional do Kit de montagem física de um Tetraedro;
3- Analisar o registro dos movimentos oculares com o intuito de determinar as
estratégias empregadas em função da intervenção bem como o tempo de fixação.
33
3. MÉTODO
3.1 PARTICIPANTES
3.1.1 Composição inicial da amostra
Este estudo foi realizado em uma escola da rede particular da cidade de São
Paulo, SP, onde os alunos estavam divididos em 14 turmas. A primeira série do Ensino Médio dessa instituição comporta 640 vagas que são preenchidas da seguinte
forma:
- 320 vagas são preenchidas, na sua maioria, após processo seletivo (vestibulinho) aplicado a alunos oriundos de diversas escolas do tanto estado de São Paulo
quanto de outros estados do Brasil, e por alunos provenientes de escolas conveniadas com essa instituição, os quais podem efetuar a matrícula sem se submeter ao
processo seletivo, mas após processo de análise de currículo e notas.
- As demais 320 vagas são destinadas aos alunos do nono ano da instituição
que, quando promovidos ao término desse ano letivo, podem efetuar as suas matrículas. Ao final do quarto bimestre do nono ano letivo, é calculada a média global anual, e os alunos que atingiram a média para promoção são ranqueados do primeiro
ao último lugar.
Os 640 alunos que compuseram as 14 turmas tiveram suas médias globais
fundidas e normatizadas por meio de processo estatístico, de tal modo que seus de-
34
sempenhos fossem equiparados aos dos alunos provenientes do nono ano do Ensino Fundamental da instituição. Todos os alunos foram classificados em ordem decrescente de notas, de modo que, quando houvesse empate, o critério para o desempate seria o desempenho nas disciplinas de Português, Matemática e Inglês.
Essas 14 turmas foram, então, divididas em cinco níveis de alunos randomizados em turmas A, B e C. As turmas do nível 1 foram compostas respeitando a classificação dos alunos, conforme demonstrado na Tabela 1.
Tabela 1. Composição das turmas no nível 1 randomizadas de
acordo com a classificação dos alunos.
Turmas
Classificação
1 A1
1 B1
1 C1
1ª
2ª
3ª
6ª
5ª
4ª
7ª
8ª
9ª
Essa forma randomizada visou a garantir que as turmas do nível 1 pudessem
ser o mais homogêneas entre si possível, guardando heterogeneidade interna semelhante entre elas. Cada turma contava, em média, com 45 alunos.
As turmas dos níveis 2, 3, 4 e 5 foram compostas da mesma forma. As turmas
A e B foram compostas por cinco níveis de alunos cada, enquanto a turma C foi
composta de apenas quatro níveis de alunos.
3.1.2 Seleção da amostra final
Em meados de setembro de 2009, todas as 14 turmas de alunos tiveram a
35
mesma aula teórica sobre Geometria Molecular. O roteiro dessa aula se encontra
detalhada no Apêndice A. Após a aula teórica, os alunos foram informados de que
seriam convidados para participar de um projeto de pesquisa encabeçado pelo coordenador de Química e vinculado ao Laboratório de Neurociência Cognitiva e Socialda Universidade Presbiteriana Mackenize.
A pesquisa tinha como finalidade avaliar como um instrumento de ensino e aprendizagem, no caso o kit educacional tetraedro (Apêndice C), poderia melhorar a
capacidade cognitiva do aluno no processo de aprendizagem. Para tanto, os alunos
foram divididos em dois grupos:
- O grupo A, composto por alunos dos cinco níveis da turma A (1 A1, 1 A2, 1
A3, 1 A4 e 1 A5), teria a tarefa de construir o kit tetraedro.
- O grupo B, composto por alunos dos cinco níveis da turma B (1 B1, 1 B2, 1
B3, 1 B4 e 1B5), teria a tarefa de resolver uma lista de exercícios de Geometria molecular (Apêndice B).
Com base no tamanho do efeito esperado, na probabilidade de erro alfa, no
poder beta e o tipo de análise estatistica utilizado para processar os dados coletados
em relação ao teste principal do experimento, foi estabelecido a priori o tamanho de
amostra com o software G*Power (versão 3.0.8).
Para a determinação do tamanho do efeito partiu-se inicialmente em busca de
literatura prévia que investigasse o impacto de processos educacionais na área de
Química em tarefas de rotação mental. Willianson & José (2008) investigaram o efeito de workshops sobre visualização molecular em habilidades espaciais; os autores
observaram que os participantes do estudo melhoraram seu desempenho em tarefa
36
de rotação mental após os seminários; o tamanho do efeito observado foi de 0.64.
Entretanto, esse experimento só possuía grupo experimental e, dessa forma, o tamanho do efeito pode estar superestimado e relacionado a processos de aprendizagem em relação à própria tarefa de rotação mental realizada antes e após a intervenção. Isso em conjunto com o fato deste experimento propor intervenção diferente
da proposta por Willianson & José (2008) e realizar comparação entre grupo experimental e controle, tendo como co-variável o gênero, fez com que se decidisse por
um tamanho de 60 sujeitos - efeito pequeno (0,25).
β = 95%
α = 5%
Como houve maior interesse por parte dos alunos em participar da pesquisa,
teve-se que proceder a uma seleção aleatória. No final, a amostra foi composta por
somente 56 alunos, pois alguns não puderam comparecer conforme havia sido combinado (Tabela 2).
Salienta-se, então, que a turma C foi excluída da amostra, pois não completava
os cinco níveis mencionados acima para a composição das turmas.
A opção pelas turmas A e B garantiu homogeneidade para a pesquisa, no que
diz respeito ao desempenho acadêmico. Além disso, dos 56 alunos selecionados,
metade foi do sexo masculino.
Durante o estudo, as turmas 1A2 e 1B2 foram excluídas. O motivo da exclusão
foi que os rendimentos escolares da turma 1A2 não condiziam com o rendimento da
turma 1B2, ou seja, a turma 1A2 estava mais próxima da realidade das turmas 1A3 e
1A4, o que geraria uma defasagem na analise dos resultados.
37
Tabela 2. Composição quantitativa dos Grupos A e B com indicação do gênero dos alunos.
Turmas
Grupo A
Homens Mulheres
Total
Turmas
Grupo B
Homens Mulheres
Total
1 A1
2
3
5
1 B1
3
3
6
1 A2
4
3
7
1 B2
4
3
7
1 A3
3
2
5
1 B3
2
3
5
1 A4
2
3
5
1 B4
3
2
5
1 A5
3
3
6
1 B5
2
3
5
Totais
14
14
28
Totais
14
14
28
No final a amostra do estudo foi de 42 sujeitos.
Este estudo foi conduzido após a aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa
da Universidade Presbiteriana Mackenzie.
Todos os alunos interessados em participar da pesquisa levaram para casa a
Carta de Informação ao Sujeito de Pesquisa, na qual se explicavam detalhadamente
a natureza e os procedimentos da pesquisa, e o Termo de Consentimento Livre e
Esclarecido, para conhecimento e assinatura dos responsáveis autorizando a participação dos alunos no estudo (Apêndice D).
3.2 INSTRUMENTOS
Os instrumentos numerados a seguir estão descritos detalhadamente no item 3.3
a) Kit Educacional (instrumento de intervenção).
b) Lista de exercícios (instrumento de intervenção).
c) Equipamento para rastreio de movimentos oculares (Tobii® 1750)
d) Tarefa de rotação de moléculas (instrumento de avaliação).
e) Tarefa de rotação de cubos (instrumento de avaliação).
38
3.3 PROCEDIMENTOS
Os kits educacionais nasceram de uma reflexão sobre o ensino de Química e
sobre as dificuldades encontradas pelos professores ao ministrar essa disciplina. A
experiência mostrou que os alunos consideram que a Química aborda conteúdos
abstratos e de difícil compreensão, o que os leva, muitas vezes, à memorização dos
conteúdos trabalhados, sem que, de fato, tenham compreendido a relação entre o
que é aprendido e a aplicação prática do que é aprendido, desvinculando a teoria da
prática. Tais percepções foram compartilhadas com outros professores da área de
Química.
Nessas discussões, os professores se colocavam à parte desse processo, deixando para o aluno a responsabilidade de resolver, sozinho, suas dificuldades. Muitas vezes, o professor apenas repetia o discurso de forma diferente, mas sempre
teorizando.
Com isso, a equipe de Química desse estabelecimento passou a buscar estratégias diferenciadas que pudessem ser aplicadas nas aulas e em atividades não
presenciais, isto é, atividades realizadas fora da sala de aula, para que os alunos
pudessem descobrir outra maneira de praticar seus estudos. Nasceu, assim, uma
parceria com um professor e também Diretor de Tecnologia, Sérgio Américo Boggio,
que compartilhava das mesmas ideias, e passamos a discutir de que forma poderíamos criar novas estratégias de ensino de Química e como essas estratégias resultariam em novos saberes.
39
Buscamos, então, uma forma de melhorar o desempenho e a aprendizagem
dos alunos, pois era fato que, se os alunos estivessem mais motivados, haveria melhor relação aluno-professor em sala de aula. Alunos motivados resultam em alunos
com vontade de superar suas dificuldades.
Dos diversos kits então desenvolvidos, um deles foi o alvo desta pesquisa: o kit
tetraedro, que faz parte de um conjunto de kits criados para facilitar melhor compreensão e fixação dos conteúdos estudados pelos alunos.
Na área de Química, um dos capítulos de maior dificuldade para os alunos é o
estudo
da
geometria
molecular
das
forças
intermoleculares.
A forma geométrica das moléculas define a sua polaridade que, por sua vez, orienta
o tipo de interação, isto é, a força de atração que poderá existir entre as moléculas.
A compreensão desses conceitos facilita o estudo das reações químicas.
O trabalho passou a ser discutido com a equipe de Matemática, que contribuiu
para a criação do kit tetraedro, definindo o que é ângulo de ligação. Logo em seguida, a equipe de Química foi envolvida e contribuiu com a definição de comprimento
da ligação. Esse kit deveria servir para otimizar a compreensão dos estudos das moléculas e melhor as habilidades visoespaciais dos alunos.
Assim, as instruções para a realização da tarefa de construção do tetraedro e
da molécula do metano ficaram disponíveis na rede da escola (Figura 1). Para a
construção desse kit, previam-se, em média, 15 a 20 horas de trabalho.
40
Figura 1. Layout da página disponível na rede da escola para a tarefa de construção do kit tetraedro.
Após seis anos de trabalho e a observação empírica de que o Kit parecia resultar em benefícios no processo de aprendizagem de química dos alunos, passou-se
para uma etapa de quantificação de forma cientifica do impacto deste kit na melhora
no aprendizado de geometria molecular.
Munidos de cartão de identificação com código de barras, os alunos do Grupo
A se dirigiram ao setor de entrega de materiais didáticos e retiraram os kits em horários predeterminados pelo professor. O detalhamento dos materiais e procedimentos
para a realização da tarefa se encontra no Apêndice C. Após a retirada do material,
41
cada aluno iniciou a tarefa proposta.
Para o Grupo B, as listas de exercícios foram disponibilizadas na página online
da disciplina de Química da instituição. O detalhamento da lista de exercícios encontra-se no Apêndice B.
Apenas os alunos dessa instituição tiveram acesso tanto ao kit quanto à lista de
exercícios.
Em função disso, após a realização das tarefas propostas, foram agendadas
datas para o encaminhamento dos alunos, acompanhados de um professor responsável, para o Laboratório de Neurociência Cognitiva e Social da Universidade Presbiteriana Mackenzie, para avaliação de habilidades visuoespaciais.
Os alunos foram devidamente encaminhados ao referido laboratório. Uma empresa de fretamento foi contratada segundo as normas do Manual de Normas e Procedimentos de Fiscalização do Transporte Público da Prefeitura do Município de São
Paulo (SÃO PAULO, 2010).
No total, foram realizadas seis viagens nos dias 29 e 30 de setembro, 02, 05,
06 e 09 de outubro de 2009.
Ao chegarem ao laboratório os alunos foram conduzidos individualmente, a
uma sala de avaliação equipada com o Equipamento Tobii® 1750 para registro de
movimentos oculares.
Em todas as tarefas de rotação, foi usado o equipamento computadorizado Tobii® 1750 para registro do padrão de movimentos oculares. O equipamento é composto por um monitor de 17 polegadas TFT de 1.280 X 1.024 pixels, que tem duas
câmeras de alta resolução embutidas na sua parte inferior, junto com diodos que
42
emitem raio infravermelho (Near Infra-Red Light Emitting Diodes – NIR-LEDs) na
direção de ambos os olhos (Figura 2).
Figura 2. Equipamento Tobii® 1750.
Ao atingir a retina, passando pela córnea, a luz infravermelha gera reflexo corneano que é captado pelas filmadoras embutidas (Figura 3). A função do reflexo é
melhorar a iluminação da pupila, facilitando o registro da câmera de vídeo, além de
refletir a luz em direção da tela do computador, cujas coordenadas são também gravadas pelo vídeo em uma frequência de 60HZ. As imagens da câmera e as coordenadas são computadas, e, a partir do resultado obtido, o registro do traçado ocular é
reconstruído. Ambos os olhos são gravados simultaneamente. Por ser binocular, o
equipamento tem tolerância para o movimento livre da cabeça (30 x 15 x 20 cm).
43
Figura 3. Utilização do equipamento.
Um computador Dell® com processador Pentium® 4 foi conectado ao equipamento Tobii® 1750, por ser fundamental para a aplicação das tarefas de rotação e
para o controle de posicionamento ocular do sujeito. A interface do equipamento
com o computador e outros programas, assim como o cálculo e análise de dados, foi
feita pelos programas TET Server (Tobii Eye Tracking Server) versão 2.8.5 e o ClearView versão 2.5.1, ambos operando com Windows-XP. Esses programas geram
arquivos com propriedades do movimento ocular. Os dados podem ser transformados em extensões para Excel, para AVI, ou imagens do tipo hot spot (Orsati et al.,
2009), conforme ilustrado na Figura 4.
44
Figura 4. Propriedades do movimento ocular geradas por imagens do tipo hot spot.
A primeira tarefa realizada pelos sujeitos foi o teste de rotação de sólidos.
Foram reproduzidos e ampliados três objetos tridimensionais dentre os cinco utilizados nos estudos de Capovilla, Guedes e Macedo (1998), baseados em figuras
inicialmente criadas por Shepard e Metzler (1971). Os estímulos são compostos por
10 blocos, arranjados espacialmente para formar diferentes objetos tridimensionais.
Na Figura 5, estão ilustrados os três objetos tridimensionais usados como referência
para as rotações.
Os objetos, apresentados em tela de computador, foram rotacionados nos ângulos 0o, 45o, 90o, 135o e 180o nos eixos X e Y. Cada objeto (A, B e C) foi comparado com ele mesmo cinco vezes. A Figura 6 ilustra dois objetos C, com diferença de
angulação de 90o no eixo Y.
45
Figura 5. Objetos tridimensionais usados como referência para rotação (COVRE, 2005).
Figura 6. Quadro do objeto C sem rotação, à esquerda, e rotacionado a 90°, à direita (COVRE
2005).
No total, foram apresentados 96 pares de objetos, dos quais 30 representa
representavam
os objetos intrinsecamente congruentes (identidade)
(identidade), e os outros 66, incongruentes
(diferença). Cada quadro de apresentação ocupa
ocupava toda a tela do computador
computador, com
dimensão de 800 x 600 pixels
pixels.
46
Nas tarefas de rotação mental de sólidos, o sujeito comparou dois objetos tridimensionais e julgou se eram intrinsecamente da mesma forma (identidade) ou se
eram objetos incongruentes (diferença). Após compará
compará-los,
los, o sujeito dizia “igual”, no
caso de os objetos serem intrinsecamente congruentes
congruentes, ou “diferente”, quando iincongruentes.
Um exemplo de movimentos oculares de que um sujeito da pesquisa se vale
valeu
para o julgamento dos objetos congruentes ou incongruentess está ilustrada na Fig
Figura 7.
Figura 7. Estratégia de movimentos oculares seguida por um sujeito da pesquisa no teste de
rotação de figuras tridimensionais.
Medidas de acertos, erros e tempo de reação foram computadas automatic
automaticamente pelo microcomputador para posterior análise. Após este teste, os alunos re
realizaram o Teste de Rotação Mental com moléculas tridimensionais
ridimensionais.
Para a tarefa de rotação mental de moléculas foi
fo utilizado um conjunto de fig
figu-
47
ras que representavam um conjunto de moléculas em três níveis de dificuldade. Os
graus de dificuldade foram estabelecidos pelos professores de Química, que analisaram um banco de dados contendo as moléculas e criaram o seu próprio banco. Os
critérios para a seleção das dificuldades foram: numero de moléculas e ângulo de
rotação, quanto maior a quantidade de átomos na molécula, maior o grau de dificuldade e para ângulos maiores que 45o de rotação, maior o grau de dificuldade. Essas
figuras foram retiradas do programa Chemsketch, que é um programa de interface
de desenho inteligente que permite desenhar quase toda a estrutura química. O
programa se encontra disponível para download gratuito na internet (ACD
/Labs.com, ACD/ChemSketch, 2010).
O teste consistiu na apresentação de diferentes moléculas (nível representacional), como, por exemplo, CH4, por um período de 300 ms. Em seguida, o sujeito
de pesquisa deveria responder se a figura 3D correspondia à fórmula esperada e,
assim, passava para outras moléculas, aumentando seu grau de dificuldade (Figura
8). Um exemplo de estratégia de movimentos oculares empregada pelos sujeitos de
pesquisa para identificar a correspondência entre a figura 3D e a fórmula esperada
se encontra ilustrada na Figura 8.
Um total de 42 figuras foi apresentado rotacionadas na tela em ângulos de 0o,
45o, 90o, 135o e 180o, nos eixos X e Y. Tal rotação poderia representar a figura 3D
com a sua fórmula molecular, ou não. A tarefa do sujeito era responder, o mais rápido possível, se a molécula correspondia ou não à fórmula molecular.
Medidas de acertos, erros e tempo foram computadas automaticamente pelo
microcomputador para posterior análise.
48
Figura 8
8. Estímulo apresentado na tela para julgamento
da imagem tridimensional de uma m
molécula.
Figura 9. Estratégia de movimentos oculares empregada para identificação
da imagem tridimensional de uma molécula.
49
3.4 ANÁLISE DOS DADOS
Os cálculos foram realizados com o uso do pacote de testes estatísticos SPSS
17.0.
A aplicação de ANOVA (Análise de variância) permitiu analisar os efeitos de
duas ou mais variáveis independentes (VI) sobre uma variável dependente (VD),
considerando-se:
VD (Variável dependente):
-Total de acertos
-Tempo de reação
- Padrão de rastreamento de objetos tridimensionais.
VI (Variáveis independentes):
- Turma: 1, 3, 4, 5 (A1, A3, A4 e B1, B3, B4)
- Gêneros: Masculino e Feminino
- Tipos de intervenção: Construção do kit e realização de exercícios.
Para todos os testes foi estabelecido um erro alfa de 5% (p < 0,05).
50
4. RESULTADOS
4.1 TESTE DE ROTAÇÃO DE MOLÉCULAS
Em relação aos acertos no teste das moléculas, não foram encontrados efeitos
significativos para gênero, turma nem para todas as interações possíveis entre essas variáveis, conforme pode ser observado na Tabela 3.
Tabela 3. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos dos
acertos de moléculas sobre as variáveis independentes.
F
p
Intervenção
5,486
0,027
Gênero
0,807
0,377
Turma
2,621
0,072
Intervenção * Gênero
1,495
0,232
Intervenção * Turma
0,379
0,769
Gênero * Turma
1,195
0,331
Intervenção * Gênero * Turma
1,91
0,153
No entanto, ANOVA univariada considerando o total de acertos no teste de moléculas e os fatores gênero, tipo de intervenção e turma revelou efeito principal significativo para o tipo de intervenção (F = 5,49; p = 0,027). Na Figura 10, pode-se observar que o efeito encontrado para tipo de intervenção evidencia que os alunos
submetidos à construção do kit apresentaram melhor desempenho nessa tarefa
quando comparados aos que realizaram a lista de exercícios.
51
Total de acertos (média + erro padrão)
47
46
45
44
43
42
41
40
39
Exercício
KIT
Figura 10. Total de acertos na tarefa de moléculas considerando o
fator intervenção (F = 5,49; p = 0,027).
Com relação ao tempo de fixação nesta tarefa, a análise considerou o tempo
de fixação na figura molecular e o tempo de fixação na fórmula da molécula, separadamente. Para a fixação nas figuras das moléculas, não foram observados resultados significativos para turma, gênero e intervenção, nem para quaisquer interações
possíveis entre esses fatores, conforme dados apresentados na Tabela 4.
52
Tabela 4. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos do
tempo de fixação na figura molecular no teste de moléculas.
F
p
Turma
1,365
0,259
Gênero
0,308
0,581
Intervenção
0,007
0,933
Grau de dificuldade
6,134
0,003
Turma * Gênero
1,383
0,254
Turma * Intervenção
0,447
0,720
Turma * Grau de dificuldade
0,17
0,984
Gênero * Intervenção
0,043
0,837
Gênero * Grau de dificuldade
0,12
0,887
Intervenção * Grau de dificuldade
0,008
0,992
Turma * Gênero * Intervenção
1,678
0,178
Turma * Gênero * Grau de dificuldade
0,042
1,000
Turma * Intervenção * Grau de dificuldade
0,046
1,000
Gênero * Intervenção * Grau de dificuldade
0,004
0,996
Turma * Gênero * Intervenção * Grau de dificuldade 0,048
1,000
No entanto, ANOVA univariada considerando o tempo de fixação para as figuras de moléculas considerando os fatores turma, gênero, intervenção e grau de dificuldade, revelou efeito significativo apenas para o grau de dificuldade (F = 6,134; p =
0,003). Na Figura 11, pode-se observar que o efeito encontrado para o grau de dificuldade evidencia que quanto maior o grau de dificuldade da molécula maior o tempo de fixação na figura.
53
Tempo de fixação conforme o grau de
dificuldade das moléculas(média+erro padrão)
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
grau1
grau2
grau3
Figura 11. Tempo de fixação na molécula considerando o
fator grau de dificuldade (F = 6,134; p = 0,003)
Já para a fixação no nome molecular, não foram observados resultados significativos para os fatores grau de dificuldade, intervenção e gênero nem para quaisquer interações possíveis entre esses fatores, conforme dados apresentados na Tabela 5.
54
Tabela 5. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos do
tempo de fixação no nome das moléculas no teste de moléculas.
F
p
Grau de dificuldade
1,010
0,369
Intervenção
0,231
0,632
Turma
6,677
0,000
Gênero
0,353
0,554
Grau de dificuldade * Intervenção
0,110
0,896
Grau de dificuldade * Turma
0,460
0,836
Grau de dificuldade * Gênero
0,609
0,546
Intervenção * Turma
3,938
0,011
Intervenção * Gênero
1,486
0,226
Turma * Gênero
0,316
0,814
Grau de dificuldade * Intervenção *
Turma
0,238
0,963
Grau de dificuldade * Intervenção *
Gênero
0,033
0,967
Grau de dificuldade * Turma * Gênero
0,294
0,938
Intervenção * Turma * Gênero
2,183
0,096
Grau de dificuldade * Intervenção *
Turma * Gênero
0,217
0,970
No entanto, ANOVA univariada considerando o tempo de fixação para os nomes das moléculas considerando os fatores grau de dificuldade, intervenção, turma
e gênero revelou efeito significativo para turma (F =6,667; p < 0,001) e para a interação intervenção*turma (F=3,938; p=0,011).
55
Pela Figura 12, pode-se verificar que o efeito obtido se deu em função de um
maior tempo de fixação no nome da molécula apresentado pela turma 4.
Tempo de fixação na fórmula molécular
considerando o fator turma (média+erro
padrão)
900
800
700
600
500
400
300
200
100
turma1
turma3
turma4
turma5
Figura 12. Tempo de fixação na fórmula molecular conforme o fator turma (F=6,667; p < 0,001).
No entanto, em função do efeito de interação observado, pode-se verificar pela
Figura 13 que o aumento no tempo de fixação da turma 4 ser em função de um maior tempo de fixação apresentado pelos alunos desta turma que fizeram a lista de
exercícios em comparação aqueles que fizeram o Kit.
56
Tempo de fixação fórmula molécular de
acordo com a turma considerando o fator
intervenção (média+erropadrão)
1200
1000
800
600
Exercício
Kit
400
200
0
turma1
turma3
turma4
turma5
Figura 13. Tempo de fixação na fórmula molecular considerando a interação
turma*intervenção.
4.2 TESTE DE ROTAÇÃO DE FIGURAS GEOMÉTRICAS 3D
Em relação aos acertos no teste de figuras geométricas, não foram encontrados efeitos significativos para intervenção, turma e sala nem para as interações possíveis entre essas variáveis, conforme valores calculados para F e p (Tabela 5).
57
Tabela 6. Valores calculados de F e de p na ANOVA para acertos
no teste de figuras geométricas.
F
P
Intervenção
0,620
0,438
Gênero
4,718
0,039
Sala
2,679
0,068
Intervenção*Gênero
0,076
0,785
Intervenção* Sala
0,526
0,668
Gênero *Sala
0,567
0,642
Intervenção*Gênero*
Sala
2,393
0,091
No entanto, ANOVA univariada considerando o total de acertos no teste de figuras geométricas revelou efeito significativo quanto a gênero (F = 4,718; p = 0,039).
Na Figura 14, pode-se observar que o efeito encontrado para gênero evidencia que
os sujeitos do sexo masculino apresentaram melhor desempenho nessa tarefa
quando comparados aos do sexo feminino.
58
Total de acertos (média+erro padrão)
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
,000
masculino
feminino
Figura 14. Total de acertos na tarefa de figuras geométricas
considerando o fator gênero (F =4,718; p = 0,039).
Em relação tempo de fixação no teste das figuras cúbicas, não houve efeito
significativo para os fatores gênero, intervenção e ângulo, bem como para as interações turma*ângulo, intervenção*ângulo, gênero*ângulo, turma * gênero * ângulo,
turma * intervenção * ângulo, gênero * intervenção * ângulo, turma * gênero * intervenção * ângulo como pode ser observado na tabela 7.
59
Tabela 7. Valores calculados de F e de p na ANOVA dos efeitos do tempo de
resposta no teste de figuras cúbicas sobre as variáveis independentes.
F
p
Turma
90,421
0,000
Gênero
2,579
0,109
Intervenção
1,478
0,224
Ângulo
2,243
0,062
Turma * Gênero
57,273
0,000
Turma * Intervenção
15,805
0,000
Turma * Ângulo
1,516
0,112
Gênero * Intervenção
24,259
0,000
Gênero * Ângulo
1,481
0,206
Intervenção * Ângulo
2,397
0,048
Turma * Gênero * Intervenção
19,397
0,000
Turma * Gênero * Ângulo
1,252
0,242
Turma * Intervenção * Ângulo
1,329
0,195
Gênero * Intervenção * Ângulo
2,38
0,050
Turma * Gênero * Intervenção * Ângulo
1,132
0,329
No entanto, ANOVA univariada considerando o tempo de fixação no teste de figuras cúbicas considerando os fatores turma, gênero, intervenção e ângulo, revelou
efeito significativo para o fator turma (F=90,421 e p=0,000) e para as interações turma*gênero (F=57,273 e p=0,000), turma*intervenção (F=15,805 e p=0,000), gênero*
intervenção (F=24,259 e p=0,000), e turma*gênero*intervenção (F=19,397 e
p=0,000). Esses achados podem ser mais bem visualizados nas Figuras 15 a 20.
60
Tempo médio de realização da tarefa (em
milissegundos)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Turma 1
Turma 2
Turma 3
Turma 4
Figura 15. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de figuras
cúbicas, considerando o fator turma.
5000
médio de realização da tarefa (em
milissegundos)
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Turma 1
Turma 3
Turma 4
Turma 5
Figura 16. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de figuras
cúbicas, considerando a interação entre turma e gênero (azul: masculino; vermelho: feminino).
61
Tempo médio de realização da tarefa
(em milissegundos)
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Turma 1
Turma 3
Turma 4
Turma 5
Figura 17. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de figuras
cúbicas, considerando a interação entre turma e intervenção (azul: lista de exercícios;
vermelho: construção do kit).
Tempo médio de realização da tarefa
(em milissegundos)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Masculino
Feminino
Figura 18. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de figuras
cúbicas, considerando a interação entre gênero e intervenção (azul: lista de exercícios;
vermelho: construção do kit).
62
4000
Tempo médio de realização da tarefa (em
milissegundos)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Turma 1
Turma 3
Turma 4
Turma 5
Figura 19. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de figuras cúbicas, considerando a interação entre turma e intervenção no gênero masculino (azul: lista
de exercícios; vermelho: construção do kit).
Tempo médio de realização da tarefa (em
milissegundos)
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Turma 1
Turma 3
Turma 4
Turma 5
Figura 20. Tempo médio de realização da tarefa (em milissegundos) no teste de figuras cúbicas, considerando a interação entre turma e intervenção no gênero feminino (azul: lista de
exercícios; vermelho: construção do kit).
63
Por fim, foram analisadas as estratégias de rastreio visual empregadas pelos
alunos em função da intervenção. Para esta análise foi utilizado como padrão os tipos de estratégias previamente descritos por COVRE (2005). Neste trabalho os autores descreveram 5 tipos de estratégias de rastreio em tarefa de comparação de
objetos tridimensionais. A Figura 21, extraída de COVRE (2005) exemplifica esses
padrões.
Figura 21. Estratégias de rastreio visual em tarefa de comparação de objetos tridimensionais
(Covre, 2005).
Assim como descrito pelos autores, foi realizado nesse estudo análise figura a figura
das estratégias empregadas classificando-as em um dos tipos descritos pelos autores. Após essa classificação, foi calculado o percentual de uso de cada estratégia
em função da angulação da rotação. Em seguida, com a finalidade de identificar diferenças entre os padrões empregados por quem fez o Kit ou a lista de exercícios,
foi efetuada subtração entre os índices obtidos pelo grupo lista de exercícios e o
64
Valores positivos indicam
grupo Kit. A Figura 22 apresenta os resultados obtidos. Valore
maior uso de determinada estratégia pelo grupo de exercícios, ao passo que valores
negativos indicam maior uso dessas estratégias pelo grupo Kit.
8
6
4
2
1
0
2
0
-2
-4
45
90
135
180
3
4
5
-6
-8
-10
-12
Figura 22.. Resultados da análise dos diferentes padrões de rastreio visual empregados por
indivíduos que fizeram o Kit ou a lista de exercícios.
Pela Figura 22, pode-se
se verificar que o grupo lista de exercícios empregou mais vvezes a estratégia 1 para as angulações 45, 90, 135 e 180. Como descrevem C
COVRE
(2005) “o padrão 1 se caracteriza pela concentração das fixações em apenas um
eixo de alternâncias na parte superior dos objetos.
objetos.”” Já o grupo Kit adotou mais vvezes a estratégia 4 para as angulações de 45 e 90, e estratégias 2 e 3 para as ang
angulações 135 e 180. Como
o descrevem COVRE (2005),, “no padrão 2, ocorre conce
concen65
tração das fixações e alternâncias na parte superior e no máximo duas alternâncias
na parte inferior do objeto. O padrão 3 é composto por dois eixos bem definidos,
com as fixações e alternâncias concentradas na parte superior e inferior dos objetos.
O padrão 3 se diferencia do 2 pelo fato de apresentar mais de duas alternâncias na
parte inferior. No padrão 4, o participante faz uma varredura em alternância dos objetos de cima para baixo, ou seja, as fixações e alternâncias estão igualmente distribuídas ao longo do objeto.”
66
5. DISCUSSÃO
O principal achado deste estudo foi verificar que o uso do Kit Educacional resultou em melhor desempenho em tarefa de identificação de moléculas tridimensionais mensurado pelo total de acertos. Além disso, verificou-se que a sala 5 (sala
com pior desempenho acadêmico) apresentou maior tempo de fixação durante realização do teste de moléculas. No entanto, quando considerada a interação com a
intervenção, verificou-se que a turma que realizou o Kit apresentou menor tempo de
fixação na tarefa de molécula quando comparada a sala 5 que realizou o exercício,
sinalizando um efeito positivo do kit específico para essa sala. Já com relação ao
teste de figuras tridimensionais, não foi observado efeito da intervenção no que diz
respeito ao total de acertos. Por outro lado, com relação ao tempo de fixação, verificou-se que a sala 5 apresentou maior tempo de fixação durante a realização da tarefa. Considerando a interação entre turma e gênero, verificou-se que o desempenho
inferior da sala 5 está relacionado a um maior tempo de fixação na tarefa apresentado pelos alunos dos sexo feminino desta sala. Os alunos do sexo masculino da sala
5 apresentaram desempenho semelhante aos alunos da outra turma. Apesar de
desempenho inferior, é interessante notar que também foi verificada uma interação
entre sala e intervenção. Verificou-se que a sala 5 que recebeu o kit foi mais rápida
do que a sala que recebeu a lista de exercícios. Por fim, verificou-se efeito na estratégia empregada na tarefa de rotação de moléculas tridimensionais em função do
tipo de intervenção empregada. Mais especificamente, os alunos que receberam a
67
lista de exercícios empregaram mais uma estratégia caracterizada pela concentração de fixações em apenas um dos eixos e na parte superior das figuras. Já o grupo
kit empregou estratégias com maior número de alternâncias e varredura das figuras.
O maior número de acertos na tarefa de moléculas observados no grupo kit em
comparação ao grupo Lista de Exercícios abre uma pergunta fundamental sobre as
estratégias pedagógicas tipicamente empregadas e seus impactos. O aprendizado
por meio de construção real de um tetraedro cumpriu o objetivo de maneira mais
efetiva do que aquele por meio de lista de exercício. As habilidades manuais empregadas na construção desse objeto aliadas a visualização espacial de como uma molécula é no espaço foi convertido em informação visuo-espacial abstrata, uma vez
que os alunos que realizaram o kit conseguiram desempenho superior em comparação aos da lista de exercício. Assim, o emprego de mais habilidades cognitivas e
manuais durante o processo de aprendizagem parece resultar em maior apropriação
do conteúdo a ser apreendido. Além disso, é importante considerar que tal resultado
foi obtido em alunos de alto desempenho escolar, ou seja, alunos que tipicamente
apresentam desempenho com efeito teto. Como pode ser verificado nos resultados
obtidos, o desempenho dos alunos independentemente do tipo de intervenção foi
perto do máximo possível; assim, um efeito positivo do kit em situações como essa
revela que tal estratégia tem um impacto significativamente importante no aprendizado.
Tal consideração fica interessante se observarmos os efeitos do kit em função
das salas. Como descrito anteriormente, as salas são divididas em função do desempenho acadêmico. Assim, a sala 5 é a que apresenta pior desempenho. Anali-
68
sando o tempo de reação, verificou-se que a sala 5 apresentou desempenho mais
lento do que as demais. Entretanto, se considerarmos o tipo de interação, verifica-se
que a sala 5 que fez o kit apresentou desempenho melhor do que a sala que fez a
lista de exercícios. Tal efeito, não aparece nas demais salas, talvez devido a um efeito teto. Dessa forma, o kit aparece como uma ferramenta que melhora o desempenho no que diz respeito ao total de acertos, mesmo em alunos de alto desempenho, e, ao mesmo, tempo aproxima a velocidade de execução da tarefa de alunos
com pior desempenho àqueles com melhor desempenho.
Outro ponto importante a ser considerado diz respeito a possibilidade de um kit
de construção de molécula resultar em efeito em outras habilidades visuo-espaciais.
Tal efeito foi investigado pelo uso de uma tarefa de rotação mental envolvendo objetos 3D.
Nesta tarefa, os participantes empregam diferentes estratégias de busca na
comparação das figuras para então emitirem julgamento sobre elas serem iguais ou
diferentes. Neste estudo verificamos que os participantes que realizaram a lista de
exercícios empregaram mais a estratégia 1 do que os que fizeram o Kit. A estratégia
1 é caracterizada por fixações em apenas um dos eixos sendo tipicamente empregada em análise de figuras que não demandam muita confirmação. Neste estudo, o
maior número de uso dessa estratégia pelo grupo exercício se deu em praticamente
todas as angulações. Com isso, os alunos que realizaram o exercício aumentaram a
probabilidade de erro na execução da tarefa com o emprego desta estratégia. Por
outro lado, os alunos que realizaram o kit empregaram mais as estratégias 2, 3 e 4.
Essas estratégias se caracterizam por um maior numero de comparações, alternân-
69
cias e varredura das figuras. Assim, o emprego dessa estratégia está associado a
uma redução na probabilidade de erro, pois há um rastreio detalhado da figura. As
diferenças observadas talvez possam ser explicadas pelo tipo de instrumento de aprendizado empregado. O uso de kit baseado em construção real de um objeto 3D
envolve planejamento, organização, e integração de todos elementos em um único
sólido. Com isso, a figura mental assimilada com base nessa construção contém
todas as partes da figura. Dessa forma, o aluno deve ter aprendido a olhar o todo e
seu detalhes (algo fundamental durante a execução de trabalhos manuais). Com
isso, no momento da análise do teste de rotação tridimensional de objetos os alunos
que fizeram o kit talvez considerem para o julgamento todos os detalhes da figura
uma vez que seu conhecimento vem de um objeto real que só é possível caso todos
os detalhes estejam integrados.
Além do efeito na estratégia, o tempo de reação na tarefa de rotação de objetos 3D também sofreu efeito em função da intervenção. Tal efeito foi específico na
sala 5.
Efeito principal foi observado no tempo de reação da sala 5, i.e os alunos desta
sala apresentaram maior tempo de fixação em comparação as demais salas. No entanto, ao se considerar as interações com outros fatores, tal efeito passa a ser entendido como dependente do gênero (as alunas apresentaram maior tempo de fixação do que os alunos) e da intervenção (alunos que fizeram o kit foram mais rápido
do que os que fizeram exercício).
Com relação ao fator gênero, estudo prévios sinalizam melhores habilidades
visuo-espaciais em homens em comparação às mulheres. Neste estudo, este efeito
70
foi dependente da sala. Com isso, o fator gênero apresenta um peso importante no
desempenho de tarefa de rotação mental, mas está associado ao desempenho acadêmico.
Já com relação ao fator intervenção, o resultado observado sinaliza que o kit
pode ser uma ferramenta importante para melhorar o desempenho de alunos com
desempenho acadêmico inferior uma vez que os alunos da sala 5 que fizeram o kit
apresentaram tempo de fixação melhor que seus pares que fizeram o exercício e
equivalente aos alunos das outras salas.
Novos estudos devem ser conduzidos para uma melhor compreensão deste tipo de estratégia pedagógico. Estudo como modelos experimentais de teste e reteste, em alunos de diferentes escolas, e kits contemplando outras funções cognitivas devem ser conduzidos. Além disso, um desdobramento importante deste trabalho reside na possibilidade deste tipo de ferramenta vir a ser empregada no processo ensino-aprendizagem de alunos com necessidades especiais. Visto que hoje a
questão da inclusão escolar deve ser trabalhada e considerada por todas as instituições de ensino, e que o processo de inclusão enfatiza o papel da escola e do professor em garantir os meios necessários para que os alunos que apresentam necessidades especiais ou dificuldades de aprendizagem desenvolvam as suas potencialidades, o kit tetraedro, assim como outras ferramentas alternativas de ensino, incluindo o uso de tecnologia, mostra-se importante instrumento para o processo ensinoaprendizagem.
Estudos que venham avaliar a utilização desse e de outros instrumentos em
escolas regulares de outra realidade sócio-econômica ou que venham trabalhar com
71
a inclusão de forma mais sistemática poderiam contribuir para a compreensão das
possibilidades de aplicação desses instrumentos e dos benefícios cognitivos para os
alunos que usufruam desse trabalho.
Em suma, este trabalho apresentou uma nova ferramenta para o aprendizado
de Química. Tal ferramenta, em comparação ao ensino tradicional, resultou em melhor aprendizado do tópico investigado e teve impacto em outras habilidades cognitivas associadas.
72
6. REFERÊNCIAS
ANDERSON, T. L.; BODNER, G. M. What can we do about Parker? A case study of
a good student who didn´t ‘get’ organic chemistry. Chem. Educ. Res. Pract., v. 9, n.
2, p. 93-101, 2008.
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77
APÊNDICE A - Roteiro para a aula sobre Geometria Molecular
Objetivos da aula
- Saber que as moléculas estão no espaço (tridimensional) e que se pode representá-las por formas
geométricas, no plano ou no espaço.
- Compreender que a geometria da molécula é determinada pela quantidade de átomos presentes na
mesma e pela quantidade de pares de elétrons livres, presentes no átomo central da molécula, de
acordo com a Teoria de Gillespie.
Aula
- Relembrar que, na ligação covalente, os átomos se unem, dando origem às moléculas, que se encontram no espaço (três dimensões).
- Informar que estas moléculas podem ser representadas por formas geométricas que indicam os
seus formatos no espaço ou no plano.
- Mostrar, então, possíveis formatos de moléculas.
a. moléculas com dois átomos
b. moléculas com três átomos
c. moléculas com quatro átomos
- Verificar que existem várias possibilidades de formatos, mas, devido ao impedimento espacial entre
os átomos e por causa dos pares de elétrons que existem na molécula, apesar de não fazerem parte
das ligações, somente algumas situações são possíveis.
Dentre as várias teorias que explicam a forma geométrica das moléculas, estudaremos a Teoria de
Gillespie, também chamada de Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos.
Informar que, de acordo com esta teoria, os átomos de uma molécula se organizam de tal forma que
a repulsão entre os pares eletrônicos formados, sempre é mínima, garantindo a maior distância possível entre os átomos. Como conseqüência, pode-se esperar que átomos iguais, ligando-se a um
outro, formem ângulos iguais.
Começar a montar exemplos de moléculas, utilizando o kit atomlig ou qualquer outro material que
represente as moléculas no espaço.
Fazer os exemplos que se encontram na tabela 1, páginas 95 e 96, da apostila.
I. moléculas com dois átomos
Exemplos: H2 – molécula do gás hidrogênio, O2 – molécula do gás oxigênio e N2 – molécula do gás
nitrogênio
H–H
O=O
N≡N
GEOMETRIA: LINEAR
78
II. moléculas com três átomos, se o átomo central não apresentar pares de elétrons livres
Exemplo: CO2 - dióxido de carbono
GEOMETRIA: LINEAR
III. moléculas com cinco átomos, sendo um deles o átomo central
Antes de mostrar o modelo, perguntar para os alunos se esta molécula poderia ser linear.
Não, pois nesta conformação, são encontrados ângulos diferentes entre os átomos de hidrogênio.
Informar que existe uma forma geométrica espacial que garante a existência de 4 ligações com ângulos iguais, quando existem 5 átomos ligados, sendo um deles o átomo central. A figura geométrica é
chamada de tetraedro.
Com o átomo central da molécula no centro do tetraedro, verifica-se que cada um dos outros 4 átomos posiciona-se nos vértices do mesmo, garantindo a menor repulsão entre os átomos que compõem a molécula.
Exemplo: CH4 - gás metano
Mostrar o modelo do atomlig (ou outro).
79
GEOMETRIA: TETRAÉDRICA
o
Todos os ângulos são iguais a 109 e 28min.
Fazer, como exemplo, no atomlig ou outro, uma molécula genérica com 5 átomos, sendo um o átomo
central: XH4, com forma geométrica tetraédrica.
IV. moléculas com quatro átomos, sendo um deles o átomo central com pares de elétrons livres
Perguntar o que acontecerá com a forma geométrica, se um hidrogênio for retirado da estrutura.
O par de elétrons livres repele as demais ligações, diminuindo o ângulo entre elas.
A molécula assume a forma geométrica chamada piramidal.
Exemplo: NH3 - amônia
Mostrar o modelo do atomlig (ou outro).
OBS: no desenho a seguir deve ser N e não X no átomo central
GEOMETRIA: PIRAMIDAL
Todos os ângulos são de 107 graus.
80
V. moléculas com três átomos, sendo um deles o átomo central com pares de elétrons livres
Perguntar o que ocorrerá se a molécula XH4 perder 2 átomos de hidrogênio.
Haverá dois pares de elétrons livres, repelindo as ligações e diminuindo mais ainda o ângulo entre
elas.
Assim, a molécula assume a forma geométrica angular.
Exemplo: H2O - água
Mostrar no atomlig ou outro.
GEOMETRIA: ANGULAR
OBS: no desenho a seguir deve ser Oe não X no átomo central
O ângulo é de 105 graus.
Lição de casa
Fazer os exercícios do Feltre, listados na página 96 da apostila e exercício 1, página 97 da apostila.
81
APÊNDICE B - Lista de exercícios de geometria molecular
Pesquisa sobre Geometria Molecular
Introdução
As moléculas são formadas a partir da ligação entre átomos de não metais ou entre átomos de não
metais e átomos de hidrogênio, com compartilhamento de pares de elétrons (ligações covalentes).
Toda molécula se encontra no espaço, isto é, é tridimensional. Isto ocorre porque os átomos se posicionam, uns em relação aos outros, de maneira a diminuir, ao máximo, a repulsão entre suas eletrosferas e, também, de maneira a favorecer o compartilhamento dos pares eletrônicos envolvidos nas
ligações.
Qualquer molécula pode ser representada por uma forma geométrica, originando a Geometria Molecular.
O estudo da geometria molecular é muito importante, pois, a partir dele, é possível entender o comportamento e as características apresentados pelas diferentes substâncias.
Perguntas
Para que esta pesquisa seja feita, você deve responder as perguntas abaixo com atenção.
Caso você precise, no livro Tito e Canto, páginas 274 a 278, é possível encontrar informações sobre
Geometria Molecular.
01. Determine a geometria das moléculas das substâncias:
Molécula
HBr
F2
CH4
NH3
H2O
CO2
COCl2
SO2
CCl4
Geometria
Molécula
CHCl3
CO
PCl3
O3
HCN
ClCN
CS 2
SiH4
HF
Geometria
02. (UFPA) Dadas as moléculas dióxido de carbono (CO2), acetileno (C2H2), água (H2O), ácido clorídrico (HCl) e monóxido de carbono (CO), o número de moléculas lineares é
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
03. (Fuvest-SP) Os desenhos são representações de moléculas em que se procura manter proporções corretas raios atômicos e distâncias internucleares.
I
II
III
82
Os desenhos podem representar, respectivamente, moléculas de:
a. oxigênio, água e metano
b. cloreto de hidrogênio, amônia e água
c. monóxido de carbono, dióxido de carbono e ozônio
d. cloreto de hidrogênio, dióxido de carbono e amônia
e. monóxido de carbono, oxigênio e ozônio
04. (Cesgranrio-RJ) Assinale o item que apresenta a única espécie de estrutura linear:
a. H2O
b. C6H5CH2CH3
c. CO2
d. NH3
e. H2SO4
05. (UFRGS-RS) O modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência estabelece que a
configuração eletrônica dos elementos que constituem uma molécula é responsável pela sua geometria molecular. Relacione as moléculas com as respectivas geometrias:
Geometria molecular
1. linear
2. quadrada
3. trigonal plana
4. angular
5. pirâmide trigonal
6. bipirâmide trigonal
Moléculas
(?) SO3
(?) NH3
(?) CO2
(?) SO2
A relação numérica, de cima para baixo, da coluna da direita, que estabelece a sequência de associações corretas é:
a. 5 – 3 – 1 - 4
b. 3 – 5 – 4 - 6
c. 3 – 5 – 1 - 4
d. 5 – 3 – 2 - 1
e. 2 – 3 – 1 – 6
06. (Unip-SP) Com relação à geometria das moléculas:
I
II
III
O
II
C – Cl
I
Cl
..
Cl – P – Cl
I
Cl
Cl
I
Cl – C – Cl
I
Cl
Pode-se afirmar que:
a. todas são planas.
83
b. todas são piramidais.
c. I e II são planas.
d. apenas I é plana.
e. apenas II é espacial
07. (UFPI) No espaço entre as estrelas, em nossa galáxia, foram localizadas, além do H2, pequenas moléculas, tais como H2O, HCN, CH2O, H2S e NH3. Indique a que apresenta geometria trigonal
planar.
a. CH2O
b. HCN
c. H2O
d. H2S
e. NH3
08. (FMTM-MG) A partir da análise das estruturas de Lewis, o par de substâncias que apresenta
a mesma geometria molecular é:
(Dados: números atômicos H= 1; C= 6; N= 7; O= 8; P= 15; S= 16 e Cl=17)
a. CH3Cl e SO3
b. NH3 e SO3
c. PCl 3 e SO3
d. NH3 e PCI3
e. NH3 e CH3Cl
09. (UFSM-RS) Assinale a alternativa que apresenta APENAS moléculas contendo geometria piramidal.
a. BF3 – SO3 – CH4
b. SO3 – PH3 – CHCl3
c. NCl 3 – CF2Cl 2 – BF3
d. POCl2 – NH3 - CH4
e. PH3 – NCl3 – PHCl2
10. (UFRN) O nitrogênio forma vários óxidos binários apresentando diferentes números de oxidação:
NO (gás tóxico), N2 O (gás anestésico — hilariante), NO2 (gás avermelhado, irritante), N2O3 (sólido
azul) etc. Estes óxidos são instáveis e se decompõem para formar os gases nitrogênio (N2) e oxigênio
(O2).
O óxido binário (NO2) é um dos principais poluentes ambientais, reagindo com o ozônio atmosférico (O3) — gás azul, instável — responsável pela filtração da radiação ultravioleta emitida pelo Sol.
Analisando a estrutura do óxido binário NO2, pode-se afirmar que a geometria da molécula e a última
camada eletrônica do átomo central são, respectivamente:
a. angular e completa.
b. linear e incompleta.
c. angular e incompleta.
d. linear e completa.
84
APÊNDICE C - Guia para elaboração do Kit
Tetraedro
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
APÊNDICE D
CARTA DE INFORMAÇÃO AO SUJEITO DE PESQUISA
Esta pesquisa tem por objetivo avaliar a eficácia de um kit educacional que é distribuído aos alunos da primeira
série de um colégio privado, na cidade de São Paulo. O objetivo é verificar o desempenho dos alunos na disciplina
de Química, bem como em outras disciplinas do ensino médio. Para obter os dados necessários ao estudo
proposto, alunos da 1.a série participarão de uma atividade que será aplicada por um monitor, no laboratório de
Pesquisas de Neurociências da Universidade Presbiteriana Mackenzie. Nesta atividade, cada um dos alunos terá
um tempo determinado para visualizar figuras tridimensionais projetadas na tela de um computador e associar as
mesmas com a forma obtida a partir da ligação entre os átomos numa molécula. Todas as informações obtidas
serão posteriormente analisadas e será garantido sigilo absoluto, sendo resguardado o nome dos participantes. A
divulgação do trabalho terá finalidade acadêmica, esperando contribuir para um maior conhecimento do tema
estudado. Aos participantes cabe o direito de interromper a sua participação na pesquisa em qualquer momento,
sem prejuízo algum.
Os dados coletados serão utilizados no programa de Pós-graduação em Distúrbios do Desenvolvimento, curso
de Mestrado, da Universidade Presbiteriana Mackenzie.
__________________________________
________________________________
José Ricardo Lemes de Almeida
Orientador: Prof. Dr. Paulo S. Boggio
Mestrando em Distúrbios do Desenvolvimento
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Telefone: (11) 2114 – 8001
Telefone: (11) 5087-3516
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Pelo presente instrumento, que atende às exigências legais, o(a) senhor(a) ___________________,
responsável pelo aluno ________________________________________________________________________,
sujeito de pesquisa, após leitura da CARTA DE INFORMAÇÃO AO SUJEITO DA PESQUISA, ciente das
atividades às quais o aluno será submetido, não restando quaisquer dúvidas a respeito do lido e do explicado,
firma seu CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO de concordância em participar da pesquisa proposta. Fica
claro que o sujeito de pesquisa, ou seu representante legal podem, a qualquer momento, retirar seu CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO e deixar de participar do estudo alvo da pesquisa, e fica ciente que todo
trabalho realizado torna-se informação confidencial, guardada por força do sigilo profissional.
São Paulo, ____ de ___________ de 2009.
______________________________________
Assinatura do representante legal
114
CARTA DE INFORMAÇÃO À INSTITUIÇÃO
Esta pesquisa tem por objetivo avaliar a eficácia de um kit educacional que é distribuído aos alunos da primeira
série de um colégio privado, na cidade de São Paulo. O objetivo é verificar o desempenho dos alunos na disciplina
de Química, bem como em outras disciplinas do ensino médio. Para obter os dados necessários ao estudo
proposto, alunos da 1.a série participarão de uma atividade que será aplicada por um monitor, no laboratório de
Pesquisas de Neurociências da Universidade Presbiteriana Mackenzie. Nesta atividade, cada um dos alunos terá
um tempo determinado para visualizar figuras tridimensionais projetadas na tela de um computador e associar as
mesmas com a forma obtida a partir da ligação entre os átomos numa molécula. Todas as informações obtidas
serão posteriormente analisadas e será garantido sigilo absoluto, sendo resguardado o nome dos participantes. A
divulgação do trabalho terá finalidade acadêmica, esperando contribuir para um maior conhecimento do tema
estudado. Aos participantes cabe o direito de interromper a sua participação na pesquisa em qualquer momento,
sem prejuízo algum.
Os dados coletados serão utilizados no programa de Pós-graduação em Distúrbios do Desenvolvimento, curso
de Mestrado, da Universidade Presbiteriana Mackenzie.
__________________________________
________________________________
José Ricardo Lemes de Almeida
Orientador: Prof. Dr. Paulo S. Boggio
Mestrando em Distúrbios do Desenvolvimento
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Universidade Presbiteriana Mackenzie
Telefone: (11) 2114 – 8001
Telefone: (11) 5087-3516
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Pelo presente instrumento, que atende às exigências legais, o(a) senhor(a) ___________________________,
responsável pela instituição, após leitura da CARTA DE INFORMAÇÃO À INSTITUIÇÃO, ciente das atividades
propostas, não restando quaisquer dúvidas a respeito do lido e do explicado, firma seu CONSENTIMENTO LIVRE
E ESCLARECIDO de concordância em participar da pesquisa proposta. Fica claro que a instituição, através de
seu representante legal, pode, a qualquer momento, retirar seu CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO e
deixar de participar do estudo alvo da pesquisa, e fica ciente que todo trabalho realizado torna-se informação
confidencial, guardada por força do sigilo profissional.
São Paulo, ____ de ___________ de 2009.
_____________________________________________
Assinatura do Responsável pela Instituição
115
116