JOGANDO COM O EQUILÍBRIO QUÍMICO: um jogo didático
para ensinar os fatores que deslocam o equilíbrio químico
Gabriel da Silva Pereira (IC)1*, Maria de Fátima T. Gomes (PQ)2.
1
2
Licenciatura em Química, Instituto de Química, UERJ, Departamento de Química Geral e Inorgânica,
Instituto de Química, UERJ. *[email protected]
Palavras-Chave: equilíbrio químico, jogos didáticos, ludicidade
Área Temática: Materiais didáticos – MD
RESUMO: O PRESENTE TRABALHO RELATA A GÊNESE DE UM JOGO DIDÁTICO QUE FOI CRIADO COM O OBJETIVO
PROPORCIONAR A ALUNOS DO ENSINO MÉDIO, COM CONHECIMENTOS BÁSICOS SOBRE EQUILÍBRIO QUÍMICO, UM
ENTRETENIMENTO QUE OS FAÇA, DE FORMA PRAZEROSA, COMPREENDER COMO FATORES, TAIS COMO, AUMENTO
DA CONCENTRAÇÃO DE REAGENTES, AUMENTO OU DIMINUIÇÃO DA TEMPERATURA OU DA PRESSÃO, AFETAM UM
SISTEMA REACIONAL, FAVORECENDO OU DESFAVORECENDO A FORMAÇÃO DE UM PRODUTO COMERCIALMENTE
IMPORTANTE. ESPECIAL ATENÇÃO FOI DADA PARA QUE O JOGO APRESENTASSE UMA ESTRUTURA SIMILAR À
ESTRUTURA DO OBJETO DE CONHECIMENTO.
INTRODUÇÃO
Em trabalho publicado recentemente, CUNHA (2012) destaca a ampliação, nos
últimos anos, do uso de jogos didáticos na Educação Básica, especialmente em aulas
de matemática e de ciências biológicas no Ensino Fundamental, que, contudo ainda é
modesto o uso em aulas de física e química no Ensino Médio. A autora ressalta a
necessidade de o jogo didático manter “um equilíbrio entre a função educativa e a
função lúdica” e considera que esta atividade didática diferenciada pode ser inserida no
planejamento docente para (p. 95):
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
apresentar um conteúdo programado;
ilustrar aspectos relevantes de conteúdo;
avaliar conteúdos já desenvolvidos;
revisar e/ou sintetizar pontos ou conceitos importantes do conteúdo;
destacar e organizar temas e assuntos relevantes do conteúdo químico;
integrar assuntos e temas de forma interdisciplinar;
contextualizar conhecimentos.
SOARES, OKUMURA & CAVALHEIRO (2003) relataram a aplicação, em salas
de aula, de um jogo dinâmico visando facilitar o entendimento do conceito de equilíbrio
químico. O jogo baseia-se em dois conjuntos, A e B, que trocam elementos (bolas de
isopor) entre si, em intervalos de tempo pré-determinados. Na transposição conceitual,
a transferência de bolas é associada ao conceito de reação química e as quantidades
dos elementos presentes nos conjuntos A e B com as concentrações dos reagentes e
produtos no sistema reacional.
Em 2006, SOARES & CAVALHEIRO relataram o uso de um jogo didático,
baseado no jogo de tabuleiro “Ludo”, para introduzir conceitos de termoquímica.
Segundo os autores, o jogo proposto mostrou ser uma estratégia didática eficiente para
iniciar os alunos no conceito de variações energéticas nas reações químicas; contribuiu
para a construção do conhecimento químico e para um maior envolvimento entre
alunos e professores, com reflexos na melhoria de aspectos disciplinares.
MIRANDA (2001) considera que os jogos pedagógicos facilitam a elaboração
pelos jogadores de suas próprias indagações ao mesmo tempo em que desenvolve
neles cognição, socialização, afeição, motivação e criatividade.
Para CUNHA (2012), a utilização de jogos didáticos provoca alguns efeitos e
mudanças no comportamento dos estudantes, das quais destaca (p. 95 e 96):
a) a aprendizagem de conceitos, em geral, ocorre mais rapidamente, devido à
forte motivação;
b) os alunos adquirem habilidades e competências que não são desenvolvidas
em atividades corriqueiras;
c) o jogo causa no estudante uma maior motivação para o trabalho, pois ele
espera que este lhe proporcione diversão;
d) os jogos melhoram a socialização em grupo, pois, em geral, são realizados
em conjunto com seus colegas;
e) os estudantes que apresentam dificuldade de aprendizagem ou de
relacionamento com colegas em sala de aula melhoram sensivelmente o
seu rendimento e a afetividade;
f) os jogos didáticos proporcionam o desenvolvimento físico, intelectual e
moral dos estudantes;
g) a utilização de jogos didáticos faz com que os alunos trabalhem e adquiram
conhecimentos sem que estes percebam, pois a primeira sensação é a
alegria pelo ato de jogar.
ZANON et. al. (2008) desenvolveram o jogo didático “Ludo Químico” para
favorecer o processo ensino-aprendizagem de nomenclatura dos compostos orgânicos
em aulas de química em uma escola de Ensino Médio, mas visavam também trabalhar
a socialização e estimular a criatividade e as relações cognitivas, afetivas e sociais dos
estudantes.
Diante das potencialidades do uso de jogos como estratégia pedagógica, um
grupo cinco de estudantes do curso de Licenciatura em Química, que trabalha na
elaboração de materiais didáticos para aulas de química no Ensino Médio, considerou
a possibilidade desenvolver um projeto de criação de um jogo didático para trabalhar
de forma lúdica os fatores que deslocam um sistema químico reacional em equilíbrio. O
jogo deveria favorecer a construção e consolidação do conceito de equilíbrio químico,
ressaltando: o seu aspecto dinâmico; a possibilidade da reação avançar para a direita
ou para a esquerda, a qualquer instante, mediante ações que modifiquem o seu estado
de equilíbrio; a necessidade de conhecer os estados de agregação de reagentes e
produtos e de conhecer a natureza das trocas energéticas que ocorrem no decorrer da
transformação química.
Vários processos naturais são regulados por sistemas químicos em equilíbrio,
como, por exemplo, a formação de estalactites e estalagmites em cavernas calcárias.
Sistemas naturais, geralmente, são bem exemplificados nos livros didáticos. Entretanto,
há vários processos industriais de obtenção de importantes substâncias que se
caracterizam pelo estabelecimento de situações de equilíbrio químico. Sendo assim, o
jogo também deveria favorecer a compreensão que uma das atividades dos químicos é
conhecer como ocorrem as reações, para poder controlá-las e, em se tratando de
reações que se passam em processos industriais, poder otimizá-las, buscando
alcançar as melhores condições de produção.
Desse modo, nosso objetivo foi criar um jogo para proporcionar a alunos do
Ensino Médio, com conhecimentos básicos sobre equilíbrio químico, um entretenimento
que os faça, de forma prazerosa, compreender como fatores, como, o aumento da
concentração de reagentes, o aumento ou diminuição da temperatura ou da pressão,
podem afetar um sistema reacional, favorecendo ou desfavorecendo a formação de um
produto comercialmente importante.
METODOLOGIA
Após os estudos de referenciais teóricos sobre o uso de jogos no ensino,
passou-se a examinar como projetar o jogo planejado e, para isso, investigou-se a
estrutura de alguns jogos de entretenimento, bem conhecidos, como jogo de dominó,
jogo de damas, jogos de tabuleiro tipo Ludo e jogos de cartas. COSTA (2010) aponta
que a gênese de um jogo pedagógico, geralmente, se dá a partir da estrutura de um
jogo de entretenimento, na busca de um caminho que favoreça a aprendizagem de um
dado objeto de conhecimento. Entretanto, na percepção do autor, “nos jogos de
entretenimento o objeto de conhecimento está presente na estrutura essencial do jogo”,
ao passo que, nos jogos com fins pedagógicos, isto frequentemente não ocorre.
Segundo o autor, tal diferença torna “os primeiros mais efetivos que os segundos do
ponto de vista pedagógico” (p.105). Ainda segundo COSTA, a diferença entre os jogos
de entretenimento e jogos com fins pedagógicos está em que (p.14):
“Nos primeiros, aquilo que se aprende constitui a própria natureza do jogo, está
no seu âmago, na sua essência, na sua estrutura fundamental, é inseparável
dele, algo sem o qual o jogo não existe. [...]. Nos jogos com fins pedagógicos
aquilo que se planejou para ser aprendido pelos jogadores não é tão
importante para o jogo, é como um ornamento ou acessório, que pode ser
descartado ou substituído sem que o jogo perca sua essência”.
A crítica contumaz do autor a efetividade pedagógica de jogos educativos que
desconsideram o princípio básico de possuir pelo menos uma estrutura similar ou
comum à estrutura do objeto de conhecimento, mostrou que a tarefa de projetar um
jogo com fins didáticos não é simples. Ao projeto inicial de criação do jogo, somou-se o
objetivo que ele deveria também atender a este requisito, além de favorecer a
aprendizagem e a diversão.
A estrutura de um jogo de tabuleiro tipo Ludo pareceu ser a mais adequada
para trabalhar os fatores que afetam um dado sistema reacional em situação de
equilíbrio químico. Nesses jogos de tabuleiro, o objetivo principal é que, partindo de um
estado inicial, o jogador deve avançar com seus peões (geralmente, quatro) por casas
situadas a sua direita, visando alcançar um estado final. Entretanto alguns eventos,
característicos da natureza do jogo e determinados por lances de dados, podem
desfavorecer o jogador, fazendo-o se deslocar para casas situadas à esquerda, no
tabuleiro, o que dificulta e retarda sua chegada a uma posição que lhe garantiria
sucesso na empreitada. Tais jogos têm geralmente várias regras a serem seguidas
pelos jogadores. As regras são “partes” que são somadas ao jogo que, a princípio, não
modificam sua essência, mas podem dificultá-lo, no sentido de ser mais custoso
alcançar a meta final. Não raro elas são modificadas pelos jogadores visando uma
melhor adaptação ao tempo disponível para jogar, à maior ou menor habilidade dos
competidores ou na busca de uma maior diversão. Assim sendo, considerou-se que
seria estabelecido um número mínimo de regras, o que daria liberdade para que os
próprios jogadores estabelecessem outras, se julgassem ser necessário.
Na transposição conceitual as seguintes associações deveriam estar
presentes: o percurso a ser seguido pelos jogadores no tabuleiro corresponde ao
caminho da reação; os peões, que tanto podem avançar como retroceder no percurso e
que devem ser monitorados pelos jogadores, são os sistemas reacionais em situação
de equilíbrio. Os peões têm características individuais e distintas entre si, logo podem
ser afetados também de forma distinta no percurso.
LUDO “JOGANDO COM O EQUILÍBRIO QUÍMICO”
O Ludo “Jogando com o equilíbrio químico” é um jogo de tabuleiro, com um
percurso em forma de cruz, que é jogado por dois, três ou quatro jogadores;.Cada
jogador tem de um a quatro peões. Os peões correspondem às reações químicas que
serão monitoradas. Um dado define os movimentos. Os peões de cada jogador
começam na base de mesma cor. A base corresponde ao estado inicial do sistema
reacional, este irá avançar em função dos movimentos definidos pelos lances do dado.
A cada jogada, o jogador pode mover o peão de sua escolha e, se sortear a face seis
do dado, além de usar esse resultado, ele poderá jogá-lo novamente. Após dar a volta
ao tabuleiro, o peão avança pela reta de chegada de sua cor e alcança o estado final
do sistema. Ao longo do tabuleiro encontramos as “casas equilíbrio” que são as casas
dos fatores que podem deslocar as reações correspondentes a cada peão, ou seja,
quando um peão cai nesta casa, deve-se analisar o sentido para qual a reação
correspondente se desloca e, com isso, andar três casas para frente, se a reação se
deslocar para formação dos produtos; andar três casas para trás, se a reação se
deslocar para a formação dos reagentes. A “casa catalisador” permite que o peão
avance mais rapidamente, pegando um “atalho” no tabuleiro. Existem quatro casas
deste tipo, em cores diferentes, que correspondem às cores dos peões. O vencedor é o
primeiro a levar todos os seus peões ao ponto de chegada, que corresponde ao estado
final do sistema. Na figura 1 pode ser vista a imagem do tabuleiro do jogo. As reações
químicas propostas são características de processos industriais de obtenção de
substâncias comercialmente importantes como amônia, ácido sulfúrico, ácido nítrico,
metanol, etc. e, são apresentadas contextualizadas em dezesseis cartas que podem
ser sorteadas pelos jogadores. A figura 2 apresenta três das dezesseis cartas do jogo.
Figura 1: tabuleiro do Ludo “Jogando com o equilíbrio químico”
CARTA 1
CARTA 2
CARTA 10
Um dos mais importantes
processos industriais é a
fixação de nitrogênio através
de sua transformação em
amônia. O processo pode ser
representado pela equação
química:
Em uma das etapas de
produção do ácido sulfúrico
ocorre a transformação do
dióxido de enxofre, SO2, em
trióxido de enxofre, SO3, que
pode ser representada pela
equação química:
Metanol,
CH3OH,
é
produzido
industrialmente
pela reação entre monóxido
de carbono e hidrogênio. O
processo envolve a seguinte
reação exotérmica:
N2(g) + 3 H2(g) ⇋ 2 NH3(g)
2 SO2(g) + O2(g) ⇋ 2 SO3(g)
H° = - 92 kJ
H° = - 197 kJ
Que
fatores
poderão
deslocar o equilíbrio no
sentido de uma maior
produção de amônia?
Que
fatores
poderão
deslocar o equilíbrio no
sentido de uma maior
produção de trióxido de
enxofre?
CO(g) + 2 H2(g) ⇋ CH3OH(g)
Que
fatores
poderão
deslocar o equilíbrio no
sentido de uma maior
produção de metanol?
Figura 2: três das dezesseis cartas do jogo que podem ser sorteadas pelos jogadores
No Ludo “Jogando com o equilíbrio químico”, cada jogador pode monitorar de
uma a quatro reações químicas e contornar ou manipular fatores que podem afetar
esses sistemas reacionais, como aumento da concentração de reagentes, aumento ou
diminuição da temperatura ou da pressão, de modo a obter uma maior quantidade do
produto final. Sugere-se que nas primeiras partidas, cada jogador use apenas um peão,
ou seja, acompanhe apenas um sistema reacional, o que corresponderia estar no nível
de dificuldade 1. Em novas partidas, progressivamente, os jogadores passariam para
níveis de dificuldade 2, 3 e 4, à medida que passassem a monitorar, respectivamente
dois, três e quatro sistemas reacionais.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O Ludo “Jogando com o equilíbrio” foi aplicado, de forma experimental, a um
grupo de dezesseis alunos do terceiro ano, do turno diurno, do Ensino Médio, de uma
escola pública no Rio de Janeiro. Os alunos haviam tido aulas teóricas sobre como
expressar a constante de equilíbrio químico em termos de concentrações molares e de
pressões parciais e também sobre o Princípio de Le Châtelier, e já tinham feito alguns
exercícios sobre os fatores que deslocam o equilíbrio. A aplicação do jogo se deu com
o objetivo de que os alunos avaliassem como fatores diferentes podem afetar uma
reação química em situação de equilíbrio e decidissem quais favorecem o
deslocamento desse equilíbrio na direção dos produtos aumentando com isso o
rendimento da reação. Os alunos avaliaram o jogo como interessante e divertido e que,
quanto tiveram que acompanhar duas reações, ao mesmo tempo, o jogo exigiu que
pensassem mais e se tornou mais competitivo. Apontaram que tinham que ficar atentos
as suas jogadas, mas também as de seus colegas, que “porque não sabiam ou porque
queriam enganar”, evitavam retroceder no tabuleiro. O jogo foi avaliado por uma
professora de química do Ensino Médio, por um docente do curso de Licenciatura em
Química, que ministra a disciplina Metodologia de Ensino de Química, e por dez
licenciandos do Curso. Em suas análises, consideram que a estrutura do jogo
escolhido se adequou perfeitamente ao objeto de conhecimento e que as cartas
possibilitaram sua contextualização. Os avaliadores destacaram como ponto positivo o
fato das cartas apresentarem exemplos reais de processos industriais o que possibilita
compreender a importância do estudo do equilíbrio químico em termos práticos.
CONCLUSÕES
Dentro do limite em que foi aplicado, até o momento, o jogo criado atende às
expectativas de um jogo didático: é divertido e é capaz de ensinar através dessa
diversão. Pode ser confeccionado sem maiores dificuldades, utilizando-se materiais
diversos para fazer o tabuleiro e os peões. Nosso objetivo, agora, é aplicar o jogo a um
número maior de alunos do Ensino Médio, visando verificar se nossas impressões
iniciais se confirmam ou não, e levantar dados sobre seus efeitos em relação à
aprendizagem dos conceitos químicos e o desenvolvimento de relações afetivas e
sociais nos estudantes.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos à Capes a ajuda financeira do Programa de Consolidação das
Licenciaturas (PRODOCÊNCIA).
____________________
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
COSTA, L.D. O que os jogos de entretenimento têm que os educativos não têm: 7
princípios para projetar jogos educativos eficientes.Teresópolis: Ed. Novas Idéias;
Rio de Janeiro: Ed:PUC-Rio, 2010.
CUNHA, M.B. Jogos no Ensino de Química: Considerações Teóricas para sua
Utilização em Sala de Aula. Revista Química Nova na Escola, n. 2, maio 2012.
Miranda, S. (2001). No Fascínio do jogo, a alegria de aprender. Ciência Hoje, vol.28,
jan./fev. 2001.
SOARES, M.H.F.B. e CAVALHEIRO, E.T.G. O ludo como um jogo para discutir
conceitos de termoquímica. Revista Química Nova na Escola, n. 23, maio 2006.
SOARES, M.H.F.B.; OKUMURA, F. e CAVALHEIRO, E.T.G. Proposta de um jogo
didático para o ensino do conceito de equilíbrio químico. Revista Química Nova na
Escola, n. 18, novembro 2003.
ZANON, D.A.V.; GUERREIRO, M.A.S. e OLIVEIRA, R.C. Jogo didático Ludo Químico
para o ensino de nomenclatura dos compostos orgânicos: projeto, produção, aplicação
e avaliação. Ciências & Cognição, vol 13, 2008.