“A
Biologia e a fonte de energia dos combustíveis fósseis”
Análise
das concepções de alunos do Ensino Médio sobre a origem da energia presente nos
combustíveis fósseis (petróleo).
Cynthia Stelita
Schalch
Professora
de Biologia da Rede Estadual de São Paulo, Pós-graduanda de Ensino em Biologia REDEFOR/USP-2011;
Mestranda em Ecologia – UNISANTA/SP
E-mail:
csstelita@terra.com.br
Resumo
Os estudos em Ensino de Ciências têm mostrado a
relevância das concepções dos alunos no processo de ensino/aprendizagem. Desta
forma o presente trabalho investiga as concepções prévias dos
alunos do ensino médio sobre os aspectos específicos da fotossíntese e
respiração celular e suas relações com a formação de combustíveis fósseis
(petróleo). A partir do
estudo realizado verificou-se que embora muitos alunos já tivessem conhecimento
dos temas pesquisados, alguns ainda apresentavam várias concepções erradas sob
o ponto de vista científico. No presente trabalho, foram analisadas e
identificadas tais concepções errôneas, servindo como indicadores de aspectos
pontuais a serem considerados no ensino da Biologia. Desta
forma sugerem-se mudanças estratégicas nos processos pedagógicos do ensino da
Biologia, através da proposta de algumas seqüências didáticas, visando fornecer
aos alunos uma compreensão científica, filosófica e estética de sua realidade.
Palavras-chave: fonte de energia; combustíveis fósseis (petróleo); aprendizado;
Biologia.
Introdução
O ensino da
Biologia no ensino médio visa colaborar com a formação técnico-científica dos
alunos através da “preparação básica para o mercado de trabalho e a cidadania
do educando para continuar aprendendo, de modo a ser capaz de se adaptar com
flexibilidade a novas condições de ocupação ou aperfeiçoamento posteriores”
(LEI DE DIRETRIZES E BASES DA EDUCAÇÃO NACIONAL, LDB, nº 9.394/96).
O
desenvolvimento de conhecimentos presentes no currículo proposto no Ensino
Médio do Estado de São Paulo permeia esta formação numa esfera interdisciplinar,
e a Biologia como disciplina obrigatória do currículo aplicado, tem uma
participação efetiva nesta formação.
Dentro da
Biologia existem vários tópicos que são desenvolvidos neste intuito, um deles é
a utilização de diferentes fontes energéticas para a manutenção da vida, neste
foco o uso de combustíveis fósseis como fonte de energia e as problemáticas que
permeiam este assunto (extração, esgotamento, mudanças climáticas; aquecimento
global, entre outras), vem sendo amplamente discutidos pela sociedade
contemporânea. Entretanto, existe uma grande dificuldade em relacionar tais
questões com conhecimentos relacionados à biologia energética dos seres vivos
(fotossíntese, respiração celular, fluxo de matéria energia nos ecossistemas),
que são sugeridos nos programas de Biologia junto ao ensino médio da educação
básica.
Uma indicação
para realização de tal estudo seria a importância do uso de derivados de
combustíveis fósseis pelo homem e as conseqüências ambientais de tal uso, em
virtude de que o planeta sofre profundos danos, causados pela combustão deste
tipo de material.
1.1
Formações dos combustíveis fósseis
A formação dos combustíveis fósseis deve-se
principalmente pela decomposição parcial de seres vivos (animais, vegetais e
algas), através deste aspecto podemos perceber a importância direta dos
processos químico-biológicos da fotossíntese e da respiração celular. Os
principais combustíveis fósseis como o petróleo, carvão, gás natural, entre
outros, atuam como fonte de energia, e têm sua origem a partir de matéria
orgânica. Esta matéria é produzida a
partir de reações químicas fundamentais para a existência de
vida na Terra, que ocorre nos vegetais, algas e em alguns organismos
unicelulares como as cianobactérias, conhecidos por fotossintetizantes ou
autótrofos.
Durante a
reação de fotossíntese (figura 1), moléculas de gás carbônico (CO2)
combinam-se com moléculas de água (H2O), formando um açúcar,
geralmente a glicose (C6H12O6), e gás oxigênio
(O2), que se mistura ao ar. Para essa reação ocorrer é preciso haver
luz, energia luminosa do Sol, que será transformada, durante a fotossíntese em
energia potencial química, a molécula de açúcar.
6CO2 + 6 H20 => C6H12O6
+ 6 O2
Figura 1: Fórmula química simplificada da
fotossíntese
Portanto,
é a partir de tal processo que serão “produzidas” as moléculas orgânicas que
armazenam a energia química, que serão transferidas de um ser vivo a outro
através das cadeias alimentares.
Na respiração celular a energia liberada é
proveniente da quebra das cadeias de carbono, ou seja, do metabolismo
energético; à partir do qual os seres vivos obtêm a a energia necessária ao funcionamento
das células vivas (figura 2). Este processo é uma reação química semelhante à
combustão. Moléculas provenientes dos alimentos nas células vivas após a
digestão reagem com oxigênio, liberando energia.
C6H12O6 + 6O2 => 6CO2 + 6 H2O
+ ATP
Figura 2: Fórmula químicasimplificada da respiração
celular
Desta forma, faz-se necessário contextualizar tais
informações para transferi-las aos educandos, comprovando cientificamente a
relação dos processos de fotossíntese e respiração celular com a presença da
energia proveniente destes processos nos compostos orgânicos provenientes dos
seres vivos, como é o caso dos combustíveis fósseis. (KAWASAKI e BIZZO, 2000).
CARDOSO e colaboradores, 2005, propõem a hipótese
sobre a origem dos combustíveis fósseis como o petróleo, a partir da
decomposição parcial de grandes volumes de animais e vegetais. Estes animais e
vegetais foram soterrados pouco a pouco no fundo de antigos lagos e mares, na
ausência de oxigênio, sob enormes pressões, influenciadas por drásticas
mudanças geológicas e elevadas temperaturas, a aproximadamente 100 milhões de
anos, formando então um material viscoso. Este material encharcou rochas
porosas, onde ficou retido, originando o termo popular petróleo, junção das
palavras pedra+óleo.
Basicamente, é preciso que existam rochas geradoras
que contenham a matéria-prima que se transforma em petróleo e
rochas-reservatório que, que possuem espaços vazios chamados de poros, capazes
de armazená-lo; estas rochas são envolvidas em armadilhas chamadas trapas,
compartimentos isolados no subsolo onde o petróleo se acumula e de onde não
consegue escapar. A não ser por interferência humana, que desenvolveu
tecnologias para a extração deste material, que é utilizado para diferentes
finalidades (por exemplo, a queima dos combustíveis fósseis, para liberação de
energia, conforme mostra a figura 3). A ausência de qualquer um destes
elementos impossibilita a existência de uma acumulação petrolífera. Logo, a
existência de uma bacia sedimentar, não garante por si só, a presença de
jazidas de petróleo. (MILAN at al. ,2000).
Figura 3: Formação dos Combustíveis fósseis, ciclo do carbono.
1.2 Aspectos históricos
Não se sabe ao certo
quando o ser humano descobriu a existência de combustíveis fósseis como o
petróleo, o fato é que desde a antiguidade, existem registros de que
eventualmente eram encontrados na superfície do solo de diversas formações, como poços de óleo betuminoso, betume, xisto
betuminoso ou em sua forma final, como óleo espesso e negro. Esses produtos
eram utilizados por diferentes povos, como carburante para iluminar e aquecer
servia também para impermeabilizar superfícies, assentar pedras e como arma de
guerra chamada de fogo grego, uma mistura viscosa incandescente que era jogada
contra inimigos em períodos de guerras. Atualmente os combustíveis fósseis,
especialmente os hidrocarbonetos e seus derivados, apresentam-se como uma
importante fonte não-renovável, da matriz energética mundial, apresentando
demanda contínua e crescente de energia de baixo custo.
1.3
Aspectos sócio econômicos do petróleo
O petróleo bruto é um dos combustíveis fósseis mais
utilizados, este fato se deve a sua composição química. Formado por
hidrocarbonetos, moléculas compostas de hidrogênio e carbono, existentes em
diferentes tamanhos e estruturas, com cadeias ramificadas e não ramificadas e
anéis, serve de base para fabricação de diferentes substâncias (Figura 4), que
apresentam duas características muito importantes: 1) por conterem muita
energia armazenada, é utilizado na produção de derivados, como a gasolina, óleo
diesel, parafina, entre outros, que acumulam esta energia. 2) devido a
características físico-químicas específicas, como por exemplo, hidrocarbonetos
leves como o gás metano (CH4), cadeias mais longas com cinco ou mais carbonos que
são líquidos, e cadeias muito longas, sólidas; podem ser manipulados
artificialmente, gerando uma grande quantidade de produtos utilizados pelo
homem como, por exemplo, a borracha sintética e o nylon, até o plástico
utilizado em grande escala para produzir produtos como potes plásticos. (MARIA,
S. at. al., 2002).
Devido à grande importância do petróleo como fonte
de energia para a humanidade e ao uso em larga escala industrial de seus
compostos e derivados, faz-se necessário o conhecimento científico que envolve
o processo de formação de tais substâncias, destacando-se aspectos biológicos e
geológicos, de onde provém a energia química disponível neste tipo de
combustível.
Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo
analisar as concepções prévias dos alunos a respeito da fonte de energia
presente nos combustíveis fósseis (petróleo); destacando a importância destas
concepções sobre a formação do conhecimento científico adquiridos no ensino
médio em uma escola pública do Estado de São Paulo. Procurando fornecer
subsídios para que o professores de Biologia, diversifiquem e ampliem as
possibilidades de compreensão dos alunos sobre o impacto da ciência e
tecnologia para a sociedade e todos os seres vivos.
Justificativa:
Partindo-se
desta finalidade faz-se de extrema importância contextualizar o ensino da
Biologia, permitindo que os alunos possam interagir de forma atuante com o
aprendizado adquirido, podendo relacionar e construir novos conhecimentos, além
de fornecer uma base conceitual para intervenções práticas que possam promover
valores humanos, critérios para a percepção crítica e interpretação da
realidade. (PROPOSTA CURRICULAR DE BIOLOGIA DO ESTADO DE SÃO PAULO, SEE-SP;
2008). Uma indicação para realização do estudo proposto seria o foco na
importância do uso de derivados de combustíveis fósseis pelo homem e as
conseqüências ambientais de tal uso, em virtude do planeta sofrer profundos
danos causados pela combustão deste tipo de material. A apresentação da relação
do uso de tais combustíveis e as conseqüências de sua utilização, para o meio
ambiente apontando para os danos profundos causados ao planeta, pode agir como
fator de mobilização junto aos alunos. Desta forma, é necessário contextualizar tais informações para
transferi-las aos educandos, comprovando cientificamente a relação dos
processos de fotossíntese e respiração celular com a presença da energia
proveniente destes processos nos combustíveis fósseis permitindo que os alunos
possam consolidar os conhecimentos sobre a energia presente nestes
combustíveis. Permitindo também ao
aluno intermediar discussões que proponham mudanças nos padrões de produção e
consumo, que favoreçam uma maneira de utilização mais sustentável dos recursos
energéticos disponíveis no planeta. Na realização desta investigação considerou-se a hipótese da origem
orgânica destes combustíveis, conforme já apontado na introdução; em virtude
deste aspecto, criou-se uma analogia com o estudo dos seres vivos, o que
possibilitou a inserção da importância dos processos químicos e biológicos na
utilização de tais combustíveis, fazendo um elo destes estudos com os que são
realizados na disciplina de Biologia; desta forma os alunos passaram a atribuir
um significado real para o processo de aprendizado proposto.
“Para Delors
e Eufrazio (1998), a relação entre o ritmo do progresso técnico e a qualidade
de intervenção humana torna-se, então, cada vez mais evidente, assim como a
necessidade de formar agentes econômicos aptos a utilizar novas tecnologias e
que revelem comportamento inovador. Requerem-se
novas aptidões e os sistemas educativos devem dar resposta a esta necessidade,
não só assegurando os anos de escolarização ou de formação de profissionais
estritamente necessários, mas formando inovadores, cientistas e quadros
técnicos de alto nível.
Objetivo
Geral
Identificar o grau de conhecimentos, armazenados por
um grupo de alunos do Ensino Médio, sobre a origem da fonte de energia presente
nos combustíveis ditos como fósseis.
Objetivos
específicos
1 Demonstrar possíveis erros conceituais sobre os
fluxos de matéria e energia que envolve os seres vivos;
2 Indicar aos professores de Biologia a importância
de conhecimentos prévios dos alunos na construção de conhecimentos sólidos;
3 Fornecer exemplos de seqüencias didáticas, que
possam ser utilizadas junto aos alunos do ensino médio durante as aulas de
Biologia, para sanar em parte, possíveis erros conceituais que os mesmos possam
apresentar.
Metodologia
Foi elaborado um roteiro investigativo, por meio de
questionário fechado com alternativas de múltipla escolha. Tendo sido aplicado
em um grupo de 33 alunos, com idades entre 15 e 18 anos, de sexo masculino e
feminino (tabela 1) dos 3º anos do ensino médio de uma escola pública no
município do Guarujá, Estado de São Paulo, Brasil.
Tabela 1 – Sexo do grupo de coleta de dados
Sexo dos
alunos entrevistados
|
Nº
aferido
|
%
representativa
|
Masculino
|
15
|
45%
|
Feminino
|
18
|
55%
|
Foi realizada uma pesquisa quantitativa onde foram
traduzidas em números as opiniões e informações adquiridas nos questionários
aplicados, que posteriormente foram analisadas e classificadas. (SILVA; MENEZES, 2001, p.21).
O
questionário avaliativo aplicado abordava o assunto “Combustíveis fósseis” em
relação aos seguintes tópicos:
1ª
questão: A formação dos combustíveis fósseis.
2ª
questão: A origem da energia presente em tais combustíveis.
3ª
questão: A fonte de energia utilizada pelos seres fotossintetizantes, na
síntese de compostos orgânicos.
4ª
questão: A função principal da respiração, no metabolismo celular.
5ª
questão: A relação entre os processos de respiração celular e a combustão
ocorrida nos motores movidos a combustíveis fósseis e biocombustíveis.
A
análise de conteúdo foi o procedimento utilizado para verificação do material
textual adquirido na pesquisa, por ser uma técnica de pesquisa que pode tornar
retráteis e válidas as inferências dos dados referentes ao seu contexto (Bell,
2008). Para tal, adotaram-se categorias
pré-estabelecidas sobre a apresentação do conceito solicitado. (tabela 2).
Tabela 2 – Categorias adaptadas de
Saka et al (2006).
CATEGORIA
|
DESCRIÇÃO
|
Concepção Correta (CC)
|
Quando a resposta apresentada está coerente com o
conceito científico.
|
Conceito Parcialmente Correto (CPC)
|
Quando a resposta está correta, mas não está
completa.
|
Concepção Alternativa (CA)
|
O conceito apresentado foge a descrição correta
(conceito errôneo ou fora do contexto científico apreciado).
|
Concepção Parcialmente Alternativa (CPA)
|
Quando a resposta apresentada é parcialmente
correta, contudo apresenta conceitos errados ligados a ela.
|
Sem Concepções (SC)
|
Quando a resposta não apresenta nenhum conceito.
|
Através
das categorias estipuladas na tabela 2, obteve-se a categorização abaixo
definida para cada alternativa referente a cada uma das questões.
Para
cada questão foi disponibilizada quatro alternativas, sendo que cada um dos
participantes deveria assinalar somente uma das alternativas para cada questão.
Conforme descrito abaixo.
1-) Como você acredita que teriam
surgido os combustíveis fósseis, como petróleo?
a)
Do derretimento de rochas profundas da crosta terrestre, devido ao calor
proveniente do núcleo da Terra. (CA)
b)
Teriam sido gerados em
função do efeito de fossilização
de animais e plantas, provocados pela ação de pressão e temperatura muito altas,
geradas há milhões de anos no processo de soterramento de material orgânico que
por algum motivo não entrou na cadeia alimentar antes ou
quando foi enterrado. (CC)
c) Se originam do carbono que é
"bombeado" continuamente pelas altíssimas pressões do interior da
Terra em direção à superfície. (CPA)
d)
Nenhuma das alternativas anteriores. (SC)
2-) Na sua opinião de onde vem a
energia presente no petróleo:
a)
De corpos celestes que chegaram a Terra, vindos do espaço. (CA)
b)
Do magma do núcleo da Terra. (CPA)
c)
Dos processos de fotossíntese e respiração celular realizados pelos animais e
plantas fossilizados que deram origem ao petróleo. (CC)
d)
Do movimento das placas tectônicas. (CPA)
3- Qual a fonte de energia
utilizada pelas plantas na produção de moléculas orgânicas produzidas na
fotossíntese?
a)
A água. (CA)
b)
Os sais minerais. (CA)
c)
O Solo. (CA)
d)
O Sol. (CC)
4- Qual a principal função do
processo de respiração dos seres vivos?
a)
Levar oxigênio para as células. (CPC)
b)
Liberar a energia química presente nos compostos orgânicos produzidos pela
fotossíntese. (CC)
c)
Provocar a liberação do CO2. (CPC)
d)
Levar CO2 para as células. (CA)
5- Você acredita que os seres
fotossintetizantes colaboram para que um automóvel se movimente?
a)
Sim, pois o petróleo que produz os combustíveis dos automóveis é proveniente
dos seres vivos. (CPC)
b)
Não, pois quem move os automóveis são somente processos mecânicos. (CA)
c)
No caso do álcool sim, pois ele é fabricado a partir de matéria viva, que é a
cana-de-açúcar. (CPC)
d)
Com certeza sim, pois os automóveis movidos a biocombustíveis ou derivados de
combustíveis fósseis, foram produzidos com a participação de seres vivos. (CC)
O
questionário foi elaborado por profissional da área de Biologia a partir de
idéias apresentadas por alunos durante o desenvolvimento de sua prática docente
no decorrer dos últimos dez anos. Este profissional acompanhou a aplicação dos
questionários, fazendo as considerações iniciais antes da aplicação do teste.
Foi
aplicado termo de consentimento livre e esclarecido a todos que participaram da
coleta de dados da pesquisa, conforme modelo presente no anexo1.
Resultados e Discussão
Tal estudo apresentou como objetivo principal, a verificação do
grau de conhecimento destes alunos sobre a temática da origem da energia
presente nos combustíveis fósseis e os possíveis erros conceituais referentes
ao aprendizado sobre seres vivos na Biologia. Através das respostas coletadas sobre
os questionários aplicados, foi feita uma análise estatística sobre a opção das
alternativas apontadas pelos entrevistados para cada uma das questões propostas,
com o intuito de verificar as noções apresentadas pelos alunos; posteriormente
foi feita uma averiguação quanto à qualidade destas respostas, fato discutido
mais a frente.
Os resultados quantitativos, obtidos neste estudo estão descritos
na tabela 3 e na tabela 4, que se seguem.
Tabela 3 – Resultados Totais Aferidos
Número da questão
|
Alternativa a
|
Alternativa b
|
Alternativa c
|
Alternativa d
|
Total de alunos
|
(nº de alunos)
|
(nº de alunos)
|
(nº de alunos)
|
(nº de alunos)
|
||
Questão 1
|
5
|
21
|
5
|
2
|
33
|
Questão 2
|
1
|
10
|
21
|
1
|
33
|
Questão 3
|
6
|
5
|
5
|
17
|
33
|
Questão 4
|
18
|
6
|
9
|
0
|
33
|
Questão 5
|
12
|
0
|
6
|
15
|
33
|
Tabela 4 – Resultados Aferidos por cada aluno
Aluno 1
|
Aluno 2
|
Aluno 3
|
Aluno 4
|
Aluno 5
|
Aluno 6
|
Aluno 7
|
Aluno 8
|
Aluno 9
|
Aluno 10
|
|
Questão 1
|
b)
CC
|
c) CPA
|
b) CC
|
a) CA
|
b) CC
|
b) CC
|
b) CC
|
b) CC
|
c) CPA
|
b) CC
|
Questão 2
|
c)
CC
|
b) CPA
|
c)
CC
|
a) CA
|
c)
CC
|
c)
CC
|
c)
CC
|
c)
CC
|
b) CPA
|
c)
CC
|
Questão 3
|
d) CC
|
b)CA
|
b)CA
|
a) CA
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
c) CA
|
b)CA
|
Questão 4
|
a) CPC
|
d) CA
|
c) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
c) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
b) CC
|
a) CPC
|
Questão 5
|
d) CC
|
c) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
c) CPC
|
c) CPC
|
Aluno 11
|
Aluno 12
|
Aluno 13
|
Aluno 14
|
Aluno 15
|
Aluno 16
|
Aluno 17
|
Aluno 18
|
Aluno 19
|
Aluno 20
|
|
Questão 1
|
a) CA
|
b) CC
|
b) CC
|
a) CA
|
c) CPA
|
c) CPA
|
b) CC
|
b) CC
|
c) CPA
|
b) CC
|
Questão 2
|
b) CPA
|
c)
CC
|
c)
CC
|
b) CPA
|
c)
CC
|
c)
CC
|
b) CPA
|
b) CPA
|
c)
CC
|
b) CPA
|
Questão 3
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
a) CA
|
a) CA
|
d) CC
|
c) CA
|
d) CC
|
d) CC
|
Questão 4
|
a) CPC
|
b) CC
|
a) CPC
|
c) CPC
|
c) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
Questão 5
|
c) CPC
|
a) CPC
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
a) CPC
|
d) CC
|
a) CPC
|
d) CC
|
Aluno 21
|
Aluno 22
|
Aluno 23
|
Aluno 24
|
Aluno 25
|
Aluno 26
|
Aluno 27
|
Aluno 28
|
Aluno 29
|
Aluno 30
|
|
Questão 1
|
b) CC
|
b) CC
|
b) CC
|
b) CC
|
b) CC
|
a) CA
|
d) SC
|
d) SC
|
b) CC
|
b) CC
|
Questão 2
|
c)
CC
|
c)
CC
|
c)
CC
|
b) CPA
|
b) CPA
|
c)
CC
|
b) CPA
|
c)
CC
|
c)
CC
|
c)
CC
|
Questão 3
|
d) CC
|
c) CA
|
d) CC
|
d) CC
|
d) CC
|
a) CA
|
d) CC
|
b) CA
|
b)CA
|
b)CA
|
Questão 4
|
a) CPC
|
a) CPC
|
b) CC
|
c) CPC
|
b) CC
|
a) CPC
|
b) CC
|
a) CPC
|
c) CPC
|
c) CPC
|
Questão 5
|
d) CC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
d) CC
|
d) CC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
a) CPC
|
d) CC
|
c) CPC
|
Aluno 31
|
Aluno 32
|
Aluno 33
|
||||||||
Questão 1
|
a) CA
|
b) CC
|
b) CC
|
|||||||
Questão 2
|
b) CPA
|
c)
CC
|
d) CPA
|
|||||||
Questão 3
|
c) CA
|
b)CA
|
d) CC
|
|||||||
Questão 4
|
b) CC
|
a) CPC
|
c) CPC
|
|||||||
Questão 5
|
a) CPC
|
c) CPC
|
a) CPC
|
Os dados obtidos foram transformados em porcentagem para facilitar
a visualização dos resultados e estão descritos a seguir.
Em relação à primeira questão proposta, a maioria dos alunos
(63,64%), assinalou a alternativa b, que representava a concepção correta de
que a origem dos combustíveis fósseis foi através da fossilização de animais e
plantas, provocada pela ação conjunta de três fatores básicos: a pressão, a
temperatura e a ausência do oxigênio; gerada há milhões de anos no processo de
soterramento de materiais orgânicos que por motivos diversos, não entraram na
cadeia alimentar, antes ou quando foram soterrados. Outra parte dos
entrevistados (15,15%) escolheu a alternativa a, que relacionou a origem destes
combustíveis com o derretimento de rochas profundas da crosta terrestre, em
virtude do calor proveniente do núcleo da Terra. Outro resultado apresentado
por parte dos participantes (15,15%) foi à escolha da alternativa c, defendendo
que a origem destes combustíveis estava associada a partir do carbono bombeado
continuamente por altas pressões do interior do núcleo da Terra em direção a
superfície. Apenas a minoria (6,06%), assinalou a alternativa d, não apresentando
concepção alguma sobre o assunto proposto.
Na segunda questão, a maioria dos participantes (63,64%), apontou
a alternativa c, que representava o conceito correto, relacionando os processos
de fotossíntese e respiração celular realizados pelos seres vivos, como fonte
da energia presente no petróleo, estes dados confirmam as respostas da questão
anterior. Outra parcela dos entrevistados (30,30%) apontou a letra b,
apresentando concepções prévias alternativas errôneas, relacionando a energia
destes combustíveis com o magma do núcleo da Terra. Uma pequena porcentagem
(3,03%), optou pela concepção alternativa da letra a, defendendo a hipótese de que a energia
presente nos combustíveis fósseis teve origem na formação da Terra, com
elementos vindos do espaço e outra parte (3,03%), assinalando a alternativa d,
também com concepções alternativas errôneas, dizendo que a energia destes
combustíveis é proveniente da movimentação das placas tectônicas.
A 3ª Questão, relacionada com a fonte de energia dos seres
fotossintetizantes, demonstrou um outro item a ser considerado para correção de
conceitos; pouco mais da metade dos alunos (51,52%) indicaram a alternativa d,
adotando concepções corretas de que o Sol era a verdadeira fonte de energia
para estes seres. Este valor indica erros conceituais no ensino da Biologia
quando relacionado ao processo de fotossíntese, pois (18,18%), indicaram a
alternativa a, apontando equivocadamente que a água era a fonte de energia dos
seres fotossintetizantes; (15,15%) indicou a alternativa b, indicando um conceito errôneo de que os sais minerais eram a fonte de energia para
os seres fotossintetizantes realizarem a fotossíntese e (15,15%) indicou a alternativa
c, apontando outro equívoco, onde o solo seria a fonte de energia para estes
seres.
Na 4ª questão, onde se abordava a principal função do processo de
respiração celular para os seres vivos; (54,50%) dos entrevistados, assinalaram
a resposta a, que indica uma resposta parcialmente correta, onde a idéia seja
que a principal função da respiração tem haver com o transporte de oxigênio
para as células, sem associar o processo
com a liberação de energia a partir da
combustão provocada pelo oxigênio (o que evidencia mais um erro conceitual das
aulas de Biologia); outros (27,30%) indicaram a alternativa c, que traduz um
conceito parcialmente correto, de que a principal função da respiração celular
seja a liberação de CO2 ( gás carbônico). Apenas uma minoria (18,20%),
assinalou a letra d, que representava o conceito correto, relacionando como
principal função do processo de respiração celular, a liberação de energia
química proveniente dos alimentos, comprovando o fato de que o aprendizado deste
conceito, ainda não foi assimilado corretamente pelos alunos, durante as aulas
de Biologia. Nenhum dos entrevistados indicou que a função da respiração fosse
a de fornecer CO² (gás carbônico) para as células, o que prova que alguns parte
do aprendizado sobre este processo foi assimilados, porém com alguns erros.
Na 5ª questão, que abordava uma relação entre os
seres vivos e o movimento dos automóveis, pouco menos da metade (45,46%) dos
alunos, indicaram a alternativa correta letra d, associando os seres vivos, com
o movimento dos automóveis movidos a combustíveis fósseis ou biocombustíveis,
conseqüentemente com os processos de fotossíntese e respiração celular, realizados
por seres vivos que deram origem a estes combustíveis, responsáveis pelo fluxo
de matéria e energia na Terra; outra parte dos alunos (36,36%) assinalou a
alternativa a, parcialmente correta, associando o movimento dos automóveis
movidos exclusivamente aos derivados de petróleo, devido à origem orgânica
deste. Uma minoria destes alunos (18,18%) apontou à alternativa c, parcialmente
correta, fez a associação de seres vivos com o movimento de automóveis somente
quando estes eram movidos exclusivamente a biocombustíveis como o álcool, não
indicando a presença dos combustíveis fósseis neste processo. E nenhum dos
entrevistados citou que os seres vivos não estariam relacionados a origem da energia que movimenta os
automóveis, o que novamente vem confirmar que o aprendizado de tal tema foi
realizado, no entanto com alguns erros conceituais.
Através da análise dos resultados aferidos na aplicação do
questionário avaliativo proposto, foi possível detectar os seguintes aspectos
em cada uma das questões propostas:
Na 1ª questão que se referia à formação dos
combustíveis fósseis, foi possível identificar que a
maioria dos alunos entrevistados apresentou conceitos apropriados sobre a
origem orgânica dos combustíveis fósseis, conhecimentos que podem ter sido
consolidados nas aulas de Biologia, através de diferentes conteúdos biológicos
desenvolvidos, como por exemplo, dos processos de fossilização de seres vivos
com o passar de tempo geológico; noções básicas sobre transferência de matéria
e energia entre os seres vivos; ciclos biogeoquímicos e suas relações com os
seres vivos; conforme consta na Proposta Curricular de Biologia do Estado de
São Paulo (2008).
Os
resultados das respostas para a 2ª questão confirmam
que a origem orgânica dos combustíveis fósseis é de conhecimento da maioria dos
estudantes concluintes do ensino Médio; mas os resultados apontam ainda, para
um tipo de erro conceitual apresentado pelos alunos sobre a energia presente
nestes, um destes erros é confirmado na opção de alternativa escolhida por
alguns alunos de que essa energia, possa ter ligação com o núcleo da Terra.
Na
3ª questão ainda existem muitas dúvidas dos alunos sobre a verdadeira fonte de
energia para os seres fotossintetizantes na síntese de compostos orgânicos
relacionada com o processo de fotossíntese; pouco mais da metade dos alunos
explicitou em suas respostas, acertadamente, a importância da energia luminosa
do Sol para este processo; o que serve de indicador para uma mudança na prática
de ensino sobre este tema.
A
4ª questão indicou que apenas uma minoria dos alunos
entrevistados, relacionou como principal função do processo de respiração
celular, a liberação de energia química proveniente dos alimentos, comprovando
o fato de que o aprendizado deste processo, ainda não foi assimilado
corretamente pelos alunos, durante as aulas de Biologia. A partir dos dados
coletados, é possível identificar um erro no aprendizado do processo biológico
da respiração celular; os alunos não compreendem que o CO² (gás carbônico)
liberado na respiração é proveniente da combustão das moléculas orgânicas
armazenadas, através da nutrição e que possuem energia química proveniente da síntese
dos compostos orgânicos pela ação dos seres fotossintetizantes.
A
concepção dos alunos sobre a relação entre os processos de respiração celular e
a combustão ocorrida nos motores movidos a derivados de combustíveis fósseis e
biocombustíveis, foi abordada na 5ª questão, através das respostas analisadas pode se fortalecer as indicações
sugeridas na análise das questões anteriores, sobre a existência de erros no
conhecimento dos alunos sobre a participação dos seres vivos nos fluxos de
matéria e energia no planeta. Estes equívocos devem ser analisados e devem
servir de ponto de partida para a reconstrução dos conhecimentos biológicos durante
as aulas, junto ao Ensino Médio.
Canãl (2005) enfatiza que os obstáculos
epistemológicos podem ser associados à ausência de conceitos relevantes na
estrutura cognitiva dos alunos, o que impossibilita a incorporação
significativa de novas informações. Um dos aspectos que influenciam nestes
erros conceituais, vem do fato de os alunos não possuírem concepções prévias
sobre uma grande parte dos temas desenvolvidos nas aulas de Biologia,
decorrentes principalmente entre a distância da experiência pessoal e dos
fenômenos biológicos. (GAGLIARDI at. al.,
2006).
Os conceitos referentes à energia presente nos
combustíveis fósseis devem ser apresentados para os alunos, de modo que favoreça
o desenvolvimento do aprendizado contextualizado sobre fluxo de matéria e
energia dos seres vivos, o que remete a elaboração de novas práticas
pedagógicas que corrijam os erros apontados sobre determinados conceitos, principalmente
sobre os processos de fotossíntese e respiração.
Com base nas discussões realizadas é sugerido aos
professores de Biologia, que trabalhem com seqüencias didáticas diferenciadas,
como por exemplo, uma sequência que introduza o tema: “Energia que
mantém a vida”, com objetivo geral de definir a real origem da energia
presente nas células vivas; para isto é necessária a utilização de diferentes
metodologias que poderão ser aplicadas. Nas pesquisas realizadas para este
estudo, foram identificadas diferentes fontes sobre este tipo de subsídios, nesta
metodologia a proposta inicial seria a análise de materiais diversos
sobre o assunto, uma das sugestões seria a seguinte sequência didática:
Atividade 1- o trabalho com músicas, por exemplo: análise de trechos da música Luz do
Sol, Caetano Veloso:”Que a folha traga e traduz. Em
verde novo. Em folha, em graça, em vida, em força, em luz...” , neste caso
sugere-se aos alunos que identifiquem o que significa o termo traga e traduz, e
trava-se uma discussão inicial sobre o tema.
Na
sequência, Atividade 2, pode-se trabalhar com trechos de reportagens diversas,
uma sugestão seria a reportagem da Revista Superinteressante, nº 142, 1999,
“Socorro, alguém desligou a luz”, pode-se sugerir aos alunos, depois de uma
leitura e discussão sobre o texto, que construam uma história em quadrinhos,
que ilustre a sequência de eventos que são definidas no texto, sobre o que
aconteceria na Terra, com os seres vivos se a luz do Sol se apagasse.(antes do
Sol apagar; morte dos herbívoros, morte dos carnívoros, resultado final, por
exemplo). Estas duas atividades estão sugeridas no site do Centro de Referência
Virtual do Professor, do Estado de Minas Gerais.
Na
sequência, Atividade 3 pode-se utilizar vídeos que ilustrem como funciona a
fotossíntese, como por exemplo: os três
vídeos do: “ howstuffworks, é legal saber”, sobre a fotossíntese e
respiração celular, e outro sobre a origem orgânica do petróleo; que podem ser encontrados no “Youtube” (links,
presentes nas referências bibliográficas) e que possuem uma linguagem muito
didática sobre os processos, sua importância e estruturas envolvidas e a
relação destes processos com os combustíveis fósseis. Depois da apresentação
dos vídeos pode-se sugerir que os alunos realizem uma dissertação sobre o tema:
“Eu sou a energia presente do petróleo, quer saber de onde eu venho?”. Os resultados
obtidos nesta sequência poderão ser aferidos observando-se a participação dos
alunos em todas as etapas descritas, além da análise das produções dos alunos
durante o desenvolvimento da sequência.
Outro
exemplo de sequência didática proposta, pode abordar algumas das práticas já
descritas acima, e complementá-la através da interpretação de um experimento
simples sobre fotossíntese e respiração celular, como o proposto no Caderno do
Aluno de Biologia- SEE/SP, reproduzindo-se um dos experimentos realizado por
Joseph Priestley, no qual ele demonstrou que os vegetais verdes “restauram o ar
viciado” pela combustão de uma vela; de tal forma que este ar, após sua restauração,
era capaz de sustentar novamente a combustão ou permitir a respiração de um
animal e das plantas. A seqüência descrita a seguir tem por objetivo: permitir que o aluno
vivencie o método científico ao rever uma clássica experiência realizada no século
XVIII e com isso entender a relação entre os processos de fotossíntese e
respiração celular. O aluno poderá aprender que as plantas utilizam o
gás carbônico que está presente no ar e liberam o oxigênio. Cabe ressaltar que
a planta não absorve apenas gás carbônico, mas também oxigênio para a
respiração. Esta seqüência pode ser desenvolvida em dois
momentos: No primeiro momento, o professor deverá fazer um debate sobre a
temática que será abordada; na sequência realizar o 1º Experimento: utilizando
2 velas, 1 cúpula de vidro e uma chama deve-se acender duas velas e colocar a
cúpula cobrindo uma delas totalmente, os alunos deverão então, observar que a vela coberta apagava enquanto
que a chama da outra vela permanecia acesa. Em seguida peça aos
alunos que descrevam o que observaram.
Na sequência pode-se realizar o experimento
descrito, ou apenas interpretar as imagens deste experimento, conforme a
disponibilidade de recursos da escola, 2º Experimento: ainda
utilizando a cúpula em que a vela queimou, levante-a com rapidez e feche por
baixo com uma folha de papel, de forma a evitar a renovação do ar dentro dela.
Aproxime essa cúpula com o ar “queimado” de outra vela que esteja acesa.
Observe o que ocorre e peça para os alunos formularem explicações. Comentário:
O resultado esperado desse procedimento é que a vela apague imediatamente em
contato com a atmosfera do interior da cúpula onde a 1a vela havia queimado.
Peça para os alunos compararem o 1º e o 2º experimento e que expliquem essa
diferença. Conduza o debate desse resultado de forma que os argumentos
reforçados possam sustentar a idéia de que o oxigênio de dentro da cúpula
acabou e que por isso, quando a segunda vela foi coberta pela cúpula ela apagou
imediatamente.
Num segundo momento, o professor poderá
interpretar um experimento simples proposto por Joseph Priestley (proposto no
Caderno do aluno de Biologia, Vol1, página 29), resumido a seguir. 1º
Experimento narrado: este cientista fez uma experiência mantendo um
camundongo preso em uma cúpula de vidro e verificou que ele morria mesmo com
alimento disponível. . Peça aos alunos que criem uma hipótese para
explicar o motivo da morte do rato.
Na continuação apresenta-se o 2º Experimento narrado:
insere-se um vaso de planta numa cúpula e depois de alguns dias verifica-se que a planta
continua viva, e depois se coloca uma vela acesa junto dela, cobrindo-se com a campânula , peça
aos alunos que formulem hipóteses e façam uma comparação entre os resultados
obtidos. Comentário:
os alunos devem concluir que as plantas tem a capacidade de manter a vela
acesa, fornecendo oxigênio para o ar.
Na seqüência analisa-se o 3º Experimento
narrado: onde é descrito a segunda etapa do experimento de
Priestley. Desta vez, ele colocou um camundongo na campânula juntamente com uma
planta e observou que ele sobrevivia. Peça para que os alunos observem
e escrevam o que acontece com a planta e o rato. Peça que eles,criem uma
hipótese que explique o que observaram.Comentário: eles devem abordar a
questão de que a planta e o rato sobrevivem, relacionando os processos de
fotossíntese e respiração realizado pelos seres vivos.
Após a análise interpretativa dos experimentos de
Priestley, é indicado que o professor aplique um roteiro de questões sobre tudo
o que foi observado.
Conclusão
Estas questões que são abordadas durante as aulas de Biologia do
Ensino Médio requerem a inserção de
novas práticas-pedagógicas, através de seqüências didáticas diversificadas,
para atingir as diferentes possibilidades de desenvolvimento de competências e
habilidades envolvidas na construção do conhecimento sobre o tema, por parte dos
alunos. Tal necessidade pode ser comprovada através da
Proposta Curricular de Biologia do Estado de São Paulo (2008), ”para garantir
uma aprendizagem efetiva, é necessário desenvolver seqüências didáticas que
tenham significado, de maneira a possibilitar ao aluno o contato com novas
descobertas, as quais mantêm viva a vontade de saber, inerente ao ser humano”.
Segundo a Lei de Diretrizes e Bases da Educação
Nacional (1996), um dos objetivos básicos do Ensino Médio é a preparação para a
inserção no mercado de trabalho, portanto é de responsabilidade de todas as
disciplinas do currículo, inclui-se a Biologia, garantir subsídios para que os
alunos possam efetivamente apropriar-se dos aprendizados adquiridos.
Neste sentido o trabalho com temas que favoreçam
esta inserção, deve ser realizada efetivamente durante o processo de
ensino-aprendizagem; como sinaliza este estudo. Os conceitos referentes à
energia presente nos combustíveis fósseis podem favorecer o desenvolvimento do
aprendizado contextualizado sobre fluxo de matéria e energia dos seres vivos, o
que remete a elaboração de novas práticas pedagógicas que permitam o verdadeiro
aprendizado da Biologia para a vida.
”A competência profissional consiste na busca de um
amplo repertório de dispositivos e de seqüências na sua adaptação ou
construção, bem como na identificação, com tanta perspicácia quanto possível,
que eles mobilizam e ensinam”. (PERRENOUD, 2000. p.36). A necessidade de
articulação entre as diferentes formas de identificar possíveis erros no
aprendizado dos alunos do ensino médio é tarefa contínua dos profissionais da
educação. Neste sentido, tal estudo vem colaborar indicando possíveis caminhos
para o desenvolvimento satisfatório do aprendizado contextualizado na Biologia.
O que requer uma nova prática-pedagógica com seqüências didáticas
diversificadas para atingir as diferentes possibilidades de construção do
conhecimento por parte dos alunos, favorecendo o desenvolvimento de habilidades
múltiplas e competências sobre o tema.
È de fato necessário que outros estudos semelhantes ao
desenvolvido neste trabalho, sobre diferentes conteúdos da Biologia, propostos
no Currículo Estadual, sejam investigados de maneira a favorecer a construção
de um novo modelo de Ensino, que seja direcionado ao verdadeiro aprendizado dos
alunos, levando em consideração diferentes habilidades e competências, além de
contemplar toda heterogeneidade de conhecimentos prévios que estes alunos
possuem. A formação de cidadãos com competências diversificadas, nas diferentes
esferas da sociedade só se fará construída com esforços conjuntos, somar as
competências docentes e discentes resultará em resultados positivos na melhoria
da qualidade do ensino.
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Revista
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Links dos vídeos propostos:
Anexos
Anexo
1 – Modelo do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE ESCLARECIDO
Essa pesquisa busca investigar “AS CONCEPÇÕES PRÉVIAS DOS ALUNOS DOS 3º
ANOS DO ENSINO MÉDIO - A FONTE DE ENERGIA DOS COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS”. no curso
de Biologia da “EE PRESIDENTE TANCREDO NEVES”.
Para isso, solicitamos sua contribuição como responsável pelo estudante
_______________________________________________ permitindo que seja respondido UM
QUESTIONÁRIO QUE SERÁ RESPONDIDO NA SALA DE AULA.
É importante esclarecer, também, que a participação na pesquisa não
representa nenhuma vinculação com a avaliação de desempenho pessoal do aluno
nem com a atribuição de notas para a matéria de Biologia.
Asseguramos o total sigilo da sua identidade e da identidade do
estudante.
Como parte dos procedimentos éticos, é necessário que esse termo de
consentimento livre e esclarecido seja assinado pelos participantes ou responsáveis,
motivo pelo qual solicitamos sua assinatura, em caso de concordância.
Agradecemos muito e antecipadamente sua atenção. Em caso de esclarecimentos,
tratar com Professora CYNTHIA STELITA SCHALCH.
GUARUJÁ, 09 de AGOSTO de 2011.
______________________________________________________________
Assinatura do PARTICIPANTE OU
RESPONSÁVEL (Quando menor de idade)
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