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Vol.1 nº.2(2014):Seminário Regional de Educação Química “O Ensina de Química e a Sustentabilidade”, Barra do Bugres/MT, Brasil, 06-08 junho 2014, IFMT. ISSN: 2317 – 3165 _______________________________________________________________________________
PRODUÇÃO DE PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL: “O EXPERIMENTO COMO ESTRATÉGIA EM BUSCA DE UMA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA” PORFÍRIO, Isaeber de Matos – UNEMAT ¹
[email protected] OLIVEIRA, Fabio Caires de – UNEMAT ¹
[email protected] SOUZA, Ana Paula de – UNEMAT 1
[email protected] Orientadora: SANCHES, Sueli – UNEMAT 2
[email protected] Grupo de Trabalho: Ensino de Química RESUMO No ensino de química, a experimentação pode ser uma estratégia eficiente para a criação de problemas reais que permitam a contextualização e o estímulo de questionamento de investigação. Os polímeros representam um conteúdo presente no currículo do ensino médio que possibilita a utilização de atividades práticas, as quais auxiliam o discente a compreender e contextualizar os conceitos trabalhados em sala, discutir as possibilidades e desafios e até abrir portas para criação de novas tecnologias. O principal objetivo deste estudo é estabelecer um intercâmbio entre a teoria e a prática através do experimento que utiliza amido extraído da Solanum tuberosum para a produção de plástico biodegradável. O experimento foi realizado no laboratório de uma escola estadual, utilizando materiais e produtos usados também na cozinha. Antes do experimentos, houve a explanação do conteúdo polímeros, ocorrendo questionamentos e participação dos alunos e em seguida foram encaminhados ao laboratório, onde o procedimento foi realizado somente pelos os alunos e constatamos a aprendizagem significativa sendo realmente adquirida. Palavras-chave: Aprendizagem, Experimentação, Polímero. Acadêmicos do curso de Licenciatura em Química da Universidade Estadual de Mato Grosso,2 Professora Doutora, UNEMAT – Núcleo Pedagógico de Matupá, modalidade parceladas Matupá - MT. E-mail:
[email protected]
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Vol.1 nº.2(2014):Seminário Regional de Educação Química “O Ensina de Química e a Sustentabilidade”, Barra do Bugres/MT, Brasil, 06-08 junho 2014, IFMT. ISSN: 2317 – 3165 _______________________________________________________________________________
ABSTRACT In teaching chemistry , experimentation can be an effective strategy for creating real problems enabling contextualization and encouragement of research questioning . Polymers represent a gift in high school curriculum content that allows the use of practical activities , which help the student to understand and contextualize the concepts developed in class , discuss the possibilities and challenges and even open doors for creating new technologies . The main objective of this study is to establish an exchange between theory and practice through the experiment that uses starch extracted from Solanum tuberosum for the production of biodegradable plastics . The experiment was conducted at a state school laboratory using materials and equipment also used in the kitchen . Before the experiments , there was the explanation of the polymer content, occurring questions and student participation and then taken to the laboratory where the procedure was performed only by students
and
found
significant
learning
actually
being
acquired
.
Keywords: Learning; experimentation; Polymer.
INTRODUÇÃO Os polímeros naturais são macromoléculas compostas por unidades de repetição denominadas monômeros que existem desde o surgimento da primeira célula na Terra. Existem registros sobre a utilização de polímeros em tempos bíblicos, como é o caso do betume, do âmbar e da goma á os polímeros sintéticos surgiram apenas no século XX. A utilização de polímeros está associada ao desenvolvimento científico, tecnológico e cultural da humanidade (PAOLLI, 2009). Os polímeros têm como principais características a capacidade de substituírem metais, cerâmicas e materiais naturais em diversas aplicações domésticas, industriais, comerciais e aeroespaciais que conferem ao material, características como a de isolamento elétrico (CANEVAROLO, 2007). A crescente preocupação com o esgotamento das reservas de petróleo, aliada à oscilação constante nos preços deste mineral no mercado internacional e as questões ambientais proporcionam incertezas no mercado de polímeros sintéticos (FRANCHETTI, 2006; MARCONATO, 2006).
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Plásticos verdes baseados em proteínas isoladas de soja é um estudo desenvolvido sobre a produção de polímeros a partir de proteínas isoladas de soja, cujas limitações devem-se à alta sensibilidade à umidade e baixa resistência mecânica, parâmetros que limitam a aplicação industrial destes polímeros. (Liu apud FRANCHETTI, 2006; MARCONATO, 2006). O poli ácido lático ou PLA é um polímero natural oriundo de monômeros de ácido lático provenientes da fermentação da batata, milho, cana-de-açúcar, sendo considerados um termoplástico. Logo um termoplástico que pode ser empregado em embalagens industriais e na Medicina (SHIH et al., 2010). Os polímeros biodegradáveis sintéticos são empregados na biomedicina, como cápsulas para liberação controlada de drogas, suturas, clips para cirurgia, entre outros (FRANCHETTI, 2006; MARCONATO, 2006). Em busca de um processo pelo qual uma nova informação se relaciona, de maneira não arbitrária, a um aspecto relevante da estrutura cognitiva do indivíduo, defendida por Ausubel (1968) como aprendizagem significativa, a experimentação é uma alternativa possível de atingi-la, pois se mostra muito eficaz na relação entre conhecimento teórico e o conhecimento posto em prática, sendo necessário transformar o conhecimento original em ações e expressá-lo em forma de linguagens oral ou escrita, assim, situações que permitem ao educador ter indícios daquilo que o aluno já sabe são aquelas que exigem transformações do conhecimento aprendido (GUIMARÃES, 2009). O trabalho experimental torna-se importante por diferentes aspectos, entre eles o fato de que trazem um significado às teorias que foram estudadas, tornando - às claras, não para serem comprovadas, mas para serem estudadas, compreendidas, discutidas e, porque não, modificadas (MARANDINO et al., 2009). A experimentação científica não deve funcionar apenas no sentido da confirmação positiva de hipóteses que estão sendo levadas em consideração em determinada aula, mas deve funcionar também, no sentido da retificação dos erros contidos nessas hipóteses, e assim despertar nos alunos envolvidos a criticidade. Nessa perspectiva, a experimentação exige uma grande e cuidadosa preparação teórica e técnica, precedida e integrada num projeto que a orienta. Da reflexão dos resultados a que ela conduz pode, por sua vez, advir um outro saber a problematizar (PRAIA et al., 2002). Segundo Lopes (2004), a concepção que os professores tem sobre o trabalho experimental na Ciência vai condicionar de forma decisiva a forma como integram o trabalho experimental no currículo, a forma como preparam as atividades experimentais e a
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forma como organizam o trabalho na sala de aula. Por outro lado, para construir uma concepção do que é um trabalho científico e de como este deve ocorrer, é necessário ter uma concepção formada do que é Ciência. As concepções que os professores possuem é o que determina o ensino, evidenciando a importância de compreendê-las, estudá-las e por que não modificá-las. Isso torna claro a necessidade de discutir tais concepções desde a formação inicial e, após essa, na formação continuada. DESENVOLVIMENTO Este estudo consiste em um relato de experiência vivenciado pelos acadêmicos do Curso de Licenciatura Plena em Química, na modalidade Parceladas no Município de Matupá, desenvolvido no mês de abril do ano de 2014. Primeiramente, buscou se embasamento teórico através de artigos científicos, bem como encontrados em livros disponíveis que tratam sobre o assunto, afim de garantir que os objetivos propostos fossem atingidos, dentre os quais se destacam o de ensinar os alunos que participaram da atividade prática, da importância do polímero para o nosso dia a dia, bem como as vantagens de se realizar uma conscientização junto aos mesmos sobre a coleta seletiva e a destinação correta dos polímeros ao lixo. Nesta etapa buscamos nos aprofundar sobre o tema, trazendo para o dia-a-dia da sociedade, relacionando a química e meio ambiente, pois sabemos que os polímeros descartados de forma errada no ambiente se torna um causador de grandes problemas no nosso cotidiano, como também verificar os procedimentos e reações químicas que são utilizados no processo de produção do mesmo e sua síntese dentro dos laboratórios. Tendo como base os conceitos físicos e químicos relacionados aos polímeros de biomassa e matéria-prima comumente encontrados em nosso cotidiano, o trabalho procurou esclarecer os fundamentos científicos, muitas vezes difíceis de serem abordados em sala de aula. Por isso, utilizamos a aprendizagem aplicada focando-se na experimentação, na prática de produção do polímero biodegradável. Segundo Brown (2005) os polímeros naturais, como lã, couro e borracha natural, foram processados pelos seres humanos por um extenso período a fim de formar materiais úteis. Com o passar de mais ou menos 60 anos, alguns químicos começaram a formar polímeros sintéticos pela polimerização de monômeros por meio de reações químicas controladas, onde os polímeros sintetizados começaram a apresentar esqueleto de ligações
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de carbonos entre si. Isso ocorre porque os átomos de carbono tem a probabilidade em formar ligações estáveis e fortes entre si. Com o desenvolvimento da indústria dos polímeros, muitos produtos que antigamente eram produzidos com materiais como o vidro, cerâmica, aço, etc. Hoje são substituídos por diversos tipos de plásticos que, devido à sua versatilidade, menor peso, maior facilidade de manuseamento, menor custo de produção, entre outros aspectos, cumprem de forma mais eficaz os requisitos pretendidos para os produtos (LIMA, 2007). Dessa maneira, em todas as partes do mundo, os setores de embalagens, construção civil, descartáveis, agrícola, utilidades domésticas, calçados, brinquedos, entre outras são os segmentos que mais utilizam o plástico. No entanto, uma problemática referente aos polímeros é quanto sua biodegradação, associada ao descarte incorreto dos mesmos, pois a grande maioria levam séculos para se degradar, contribuindo para o acúmulo de resíduos sólidos gerando desequilíbrios ambientais. EVIDÊNCIAS E RESULTADOS ESPERADOS O presente trabalho foi realizado na Escola Estadual de Ensino Médio “Jardim das Flores” da cidade de Matupá (MT), durante o planejamento das atividades a serem desenvolvidas, buscou-se também levar os alunos a desenvolver um conhecimento crítico sobre a importância dos polímeros no cotidiano. Ao longo do desenvolvimento da prática, os alunos foram instigados para que os mesmos estabelecessem relação entre os conteúdos de química orgânica relacionado a fabricação de polímeros e a realidade do meio na qual estão inseridos, onde os mesmos pudessem diferenciar o conteúdo cientifico do conhecimento visto cotidianamente, por meio de bases científicas fornecidas pela química nos livros didáticos e ensinamentos construídos e transmitidos pelos professores em sala de aula. Os alunos foram direcionados primeiramente para a sala de aula, onde foi realizada uma explanação teórica do conteúdo a ser trabalhado. Durante o período de desenvolvimento da prática, notou a participação ativa dos alunos, onde os mesmos se envolveram bastante durante a execução das atividades propostas, e questionaram sobre o que seriam os polímeros. Onde encontramos? Interessante destacar que ao serem informados que seria realizado uma atividade prática na produção de um polímero, os
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mesmos inicialmente não conseguiram relacionar que se tratava basicamente do plástico utilizado no cotidiano. Após a aula teórica os alunos forma direcionados para o laboratório de Química da escola, afim de realizar a prática proposta que foi a produção do polímero biodegradável utilizando como ingrediente principal a biomassa a partir da batata, onde foram disponibilizados sobre as bancadas as vidraçarias e materiais a serem utilizados, sendo eles: liquidificador, bandeja de vidro, espátula, panela e recipientes de plástico para a sedimentação após finalização da prática. Posteriormente iniciou-se a preparação da composição, que logo mais se tornaria um polímero biodegradável. Se utilizou de um liquidificador, no qual foi adicionado 4 batatas médias e 1 e ½ litros de água, e realizou-se o processamento da batata juntamente com água, e procedeu-se a filtração da mistura adquirida. Adicionou-se 2 litros de água a mistura facilitando o processo de sedimentação. Após decorrer 20 minutos, aproximadamente, foi retirado toda a água em excesso ficando somente uma pasta branca, denominada amido, composto da batata. Separou-se 2 colheres desta pasta e adicionou-se 4 colheres de vinagre, 4 colheres de glicerina a 2%. Após a mistura adquirida de todos os ingredientes levou-se ao fogo baixo por 2 minutos, adicionando-se 600 ml de água, até obter uma geleia. Espalhou-se uniformemente a geleia sobre uma bandeja formando uma camada fina. E aguardou-se 4 dias para finalização do processo de secagem da prática. Ao finalizar o tempo de secagem, obteve-se o polímero biodegradável da batata, onde os alunos retornaram ao laboratório para verificar a prática realizada, a qual ficou constatado a satisfação dos mesmos ao verificarem o resultado obtido. Figura 1
Fonte: dos autores (2014).
Figura 2
Fonte: dos autores (2014).
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CONSIDERAÇÕES FINAIS Por meio da realização desta prática junto aos alunos, pode perceber que se faz necessário sair da sala de aula e desenvolver a prática relacionando-a com a teoria junto à comunidade escolar. Verificou-se que como futuros profissionais da educação é necessário desenvolver práticas como essa, desde do início do curso superior, pois sabemos que o profissional da educação além de motivador do ensino, ele tem que ser capaz de desenvolver nos alunos o estimulo pela pesquisa, pela prática diferenciada, afim de levalos a se tornarem grandes profissionais futuramente. Diante disto, além do desenvolvimento da prática pode-se perceber que os alunos foram estimulados a prática da conscientização ambiental, visto que o plástico descartado de forma errada junto ao meio ambiente contribui para o aumento dos danos ambientais. O ensino da Química em nossas escolas, deve ser tratada não simplesmente como uma disciplina comum, ou em alguns casos com a mais difícil de ser ensinada, pois sabemos que nos dias atuais os profissionais tem a sua disposição, grandes recursos para implementar em suas práticas pedagógicas, propiciando assim aos alunos, atividades como aula interativas, gincanas envolvendo a tabela periódica, aulas práticas de laboratório entre outras. A realização de pequenas experiências e reações químicas buscam despertar nos alunos o espírito investigativo e o gosto pela Química, a partir de uma aula dinâmica, criativa e pedagógica no ensino da química é possível desenvolver uma aula prazerosa que estimule o despertar do pesquisador e a utilização do conhecimento cientifico a partir da realidade cultural e social dos alunos. REFERÊNCIAS FRANCHETTI, Sandra Mara Martins; MARCONATO, José Carlos. Polímeros biodegradáveis – uma solução parcial para diminuir a quantidade dos resíduos plásticos. Disponível em:
Acesso em: 03 de Maio de 2014. GUIMARÃES, Cleidson Carneiro. Experimentação no ensino de química: caminhos e Descaminhos rumo à aprendizagem significativa. Disponível em: Acesso em: 02 de Maio de 2014. LIMA, C. Manual Polímeros e Materiais Poliméricos – Nova Versão. Brasil, 2007. LOPES, J. B. Aprender e Ensinar Física. Fundação Calouste Gulbenkian. Fundação para a Ciência e a Tecnologia: APPACDM de Braga, 2004.
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MARANDINO; Selles; et al. O ensino de ciências e a experimentação. Disponível em: Acesso em: 03 de Maio de 2014. OLIVEIRA, Adriana Marques de. Ensino sobre polímeros na perspectiva da educação Disponível em: https://sistemas.ufms.br/sigpos/portal/trabalhos/download/.../cursoId:94> Acesso em: 05 de Maio de 2014. PAOLLI; CANEVAROLO. O que são polímeros e quando surgiram. Disponível em: Acesso em: 03 de Maio de 2014. PITT, Fernando Darci; BOING Denis. BARROS António André Chivanga. Desenvolvimento histórico, científico e tecnológico de Polímeros sintéticos e de fontes renováveis. Disponívelem: Acesso em: 04 de Maio de 2014. Portal Educação, Polímeros Biológicos. Disponível em: Acesso em: 05 de Maio de 2014. PRAIA. P.; et al. A Hipótese E A Experiência Científica Em Educação Em Ciência: Contributos Para Uma Reorientação Epistemológica. Ciência & Educação, v. 8, n. 2, p. 253-262, 2002.
