A ENERGIA DOS ALIMENTOS: UMA PROPOSTA DE SEQUÊNCIA DE ENSINO E APRENDIZAGEM PARA O ENSINO DE TERMODINÂMICA

## A ENERGIA DOS ALIMENTOS: UMA PROPOSTA DE SEQUÊNCIA DE ENSINO E APRENDIZAGEM PARA O ENSINO DE TERMODINÂMICA

José Nascimento Brito 1 , George Kouzo Shinomiya 2

1 Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC), Colégio Estadual Rômulo Almeida jnbrito10@hotmail.com

2 Universidade Estadual de Santa Cruz

george@uesc.br

## Resumo

A busca por uma metodologia que contribua de forma mais efetiva na aprendizagem dos alunos é um compromisso diário dos professores da educação básica. O presente trabalho foi desenvolvido numa escola pública estadual da cidade de Santo Antônio de Jesus, Bahia e teve como objetivo principal elaborar e aplicar uma sequência de ensino e aprendizagem que facilite o ensino de Termodinâmica utilizando um calorímetro de baixo custo e fácil acesso e tendo como problemática as calorias dos alimentos. A sequência de ensino foi desenvolvida em algumas etapas, a saber: etapa 1) aplicação de um questionário para avaliação do conhecimento prévio; etapa 2) leitura de um texto que servira de base teórica para a realização da atividade, e que deu um embasamento de como são medidas as calorias nos alimentos; ainda nessa etapa, foram feitas análise de alguns rótulos de alimentos industrializados bem como uma discussão a respeito do consumo de alguns produtos ingeridos por um adolescente durante um lanche; etapa 3) realização de um experimento com o objetivo de medir a caloria alimentar observando a queima do alimento e o aproveitamento dessa combustão no aquecimento de uma quantidade de água. Para tanto, cada turma foi dividida em grupos, que receberam um roteiro para a realização da atividade. Após a realização da atividade, foi feita uma discussão geral sobre os dados coletados, bem como uma reflexão relacionada aos conteúdos estudados. A sequência de ensino contribuiu para a aquisição de novos saberes, bem como para o maior interesse nas atividades desenvolvidas pela disciplina Física, o que favorece uma aprendizagem significativa.

Palavras-chave : A caloria dos alimentos, calorímetro de baixo custo e sequência de ensino e aprendizagem.

## As particularidades do Ensino de Física

O Ensino Básico no Brasil tem passado por diversas mudanças nas últimas décadas, em especial, o período que engloba o final da década de 1990 até os dias atuais. A Lei de Diretrizes e Bases (LDB) de 1996 contribuiu significativamente para que as mudanças na forma do fazer pedagógico pudessem ocorrer de forma gradativa. Em 1998 houve o lançamento dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) com o foco principal de servir como suporte no planejamento de aulas e no desenvolvimento do currículo da escola, propondo um ensino embasado no desenvolvimento de habilidades e competências.

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27 de janeiro a 01 de fevereiro de 2019 - Salvador - BA

No âmbito das novas reflexões para o ensino Médio, os PCN's orientam que a disciplina Física seja ministrada de forma a enfocar conteúdos em três categorias: conceitual, procedimental e atitudinal. Sob essa perspectiva, Zabala (1998) destaca que os conteúdos conceituais relacionam-se com o 'aprender a conhecer', os procedimentais estariam relacionados com o 'aprender a fazer' e os conteúdos atitudinais ao 'aprender a viver juntos, aprendendo a ser'.

Apesar dos esforços depreendidos pelo MEC, o ensino no Brasil ainda é praticado de forma tradicional, considerado maçante, em que se valoriza exclusivamente a transmissão de conteúdo em detrimento do enfrentamento de situações problemas. Desta forma, em disciplinas como a Física, essa prática de sala de aula é voltada para o desenvolvimento de aulas centradas na memorização de teorias e leis e na aplicação de fórmulas, com uso de exercícios repetitivos.

De acordo com Chiquetto (2011),

Para os alunos do ensino médio, a Física se mostra como um impressionante conjunto de fórmulas destinadas a resolver problemas de provas. Os estudantes não veem ali uma descrição do mundo e também não veem como tirar proveito daquilo. (CHIQUETTO, 2011,p.3).

Diversificar a metodologia é sair da 'zona de conforto', sendo, portanto, uma atividade espinhosa para os professores. A ausência ou pouca diversificação da metodologia docente pode ser decorrente da formação inicial inadequada na disciplina ou da ausência de formação continuada, o que impacta negativamente na aprendizagem dos alunos, o que contribui para a disciplina ser vista como um dos entraves no percurso acadêmico dos estudantes.

Nesse sentido, pode-se dizer que ainda não houve a adequação das ideias propostas pelos PCN's junto à realidade de sala de aula. Corroboram com essa ideia Kawamura e Yassuko (2003), quando afirmam que ainda não houve o rompimento entre o 'antigo' Ensino Médio e o Novo Ensino Médio. Segundo as autoras, para se alcançar o Novo Ensino Médio, é preciso que se tenha,

[...] a compreensão de toda a educação básica como um percurso sem rupturas, onde os valores, atitudes e competências possam ser continuamente promovidos, respeitadas as especificidades de cada etapa, e consolidados em níveis progressivos de profundidade e autonomia. (KAWAMURA, 2003, p. 23).

Por esse viés, a Física do Ensino Médio não deve fugir da ideia segundo a qual é preciso que se promova uma educação que vise à formação de um cidadão crítico, solidário e participativo, com vistas a participar e intervir na realidade do seu entorno. Ainda que a ideia possa parecer evidente nos PCN's, segundo Kawamura e Yassuko (2003), conceitos como contextualização, intertextualidade, habilidades e competências, mesmo compondo o vocabulário da moda, na prática, 'continuam sendo difíceis de serem traduzidos em sala de aula'.

As teorias de ensino e aprendizagem nas últimas décadas trouxeram grandes contribuições na tentativa de mudar esse cenário. São teorias que propõem uma nova forma de abordagem do conteúdo, muitas delas acessíveis e possíveis de serem aplicadas. Ainda assim, ouve-se bastante de professores que as teorias são escritas nos escritórios e, quando as mesmas são aplicadas em sala de aula, a realidade difere da forma como quem escreveu acreditava que seria.

Uma das alternativas para a diversificação da metodologia do professor é a sequência didática, tendo como uma das etapas o desenvolvimento de atividades

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experimentais, pois as atividades experimentais contribuem na promoção de uma aprendizagem cognitivista, que, segundo Moreira (1982) pode ser vista como

um processo de armazenamento de informações, condensação em classes mais genéricas de conhecimentos, que são incorporados a uma estrutura no cérebro do indivíduo, de modo que esta possa ser manipulada e utilizada no futuro. É a habilidade de organização das informações que deve ser desenvolvida' (MOREIRA & MASINI, 1982, p.4).

Partindo do princípio que o profissional em educação deve estar ciente de que a educação precisa ter sentido para o aluno e analisando o cenário em que se encontra o processo de ensino e aprendizagem, a aprendizagem significativa de David Ausubel surge como uma alternativa plausível para uma aprendizagem que tenha sentido para os estudantes, já que a aprendizagem significativa é vista como '(...) um processo por meio do qual uma nova informação relaciona-se com um aspecto especificamente relevante da estrutura de conhecimento específica' (MOREIRA, 2011).

Assim, essa sequência didática de ensino e aprendizagem se debruçou sobre as atividades experimentais, com uso de material de baixo custo e fácil acesso, em especial, na construção de um calorímetro de baixo custo, com o objetivo principal de medir a caloria alimentar. Essa atividade, que foge do pragmatismo da aula tradicional, além de possibilitar que o professor de Física diversifique sua prática de ensino, contribui para uma nova dinâmica de trabalho bem como demonstrar a teoria estudada na prática, contribuindo, portanto, para que ocorra a aprendizagem significativa.

## A sequência de ensino e aprendizagem

Tendo em vista que os alunos costumam construir conceitos tendo como base o senso comum, elaborando o que conhecemos por concepções alternativas, iniciamos a sequência com a aplicação de um questionário semiaberto que avaliou os conhecimentos prévios dos alunos. Com essa fonte de dados em mãos, foi feita a leitura do texto ' Calorias: como são medidas nos alimentos?' , que procurou esclarecer o que é caloria e como a mesma é medida nos alimentos.

- O prosseguimento da sequência de ensino e aprendizagem se deu com a análise de alguns rótulos dos alimentos industrializados mais consumidos entre os alunos (os alimentos devem ser escolhidos pelos próprios alunos) para entender as informações nutricionais contidas nos rótulos.

Em grupos formados com no máximo 6 componentes, foi analisado o lanche de um suposto aluno e, através dos dados foi observado o teor calórico por ele ingerido e foram feitas as devidas conexões com o texto lido na etapa anterior. Feito isto, usando as situações problemas da primeira etapa, usando a exposição dialogada, foram discutidos conceitos físicos como capacidade térmica, calor específico, quantidade de calor, trocas de calor e calorímetro.

Em seguida, foi proposto um experimento demonstrativo investigativo e sem roteiro definido, através do qual foram discutidos conceitos como quantidade de calor sensível, calor específico e capacidade térmica, a partir da absorção do calor liberado por uma quantidade de alimento (combustão) para o aquecimento de uma quantidade de água, colocada no calorímetro de baixo custo feito antecipadamente.

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As etapas da Sequência de Ensino tiveram como base para sua execução: o que o aluno já aprendeu, como o aluno aprende e para que o aluno aprende. Assim, o material utilizado, a interação entre professor e aluno e a interação entre os alunos contribuiu para que houvesse uma uniformidade na aprendizagem. Nesse sentido procuramos oferecer as condições fundamentais para que os alunos discutissem o problema proposto, refletissem sobre ele e procedessem à experimentação sobre o problema, ou como destacam CARVALHO e SASSERON, 2015,

- o ensino deve oferecer condições para que os alunos participem de processos de investigação em que o desenvolvimento de raciocínios é exercitado, proporcionando o envolvimento crítico com a análise de situações de problemas e a resolução destes por meio do uso de hipóteses construídas e testadas pela delimitação de condições de validade para um fenômeno e pela exploração das variáveis relevantes no contexto investigado. (p.263)

A sequência de ensino e aprendizagem pode ser melhor compreendida no quadro 01 que segue:

Quadro 01: sequência das atividades

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A sequência de ensino e aprendizagem foi aplicada no ano de 2017 e o produto do trabalho pode ser compreendido através das figuras que seguem. As figuras foram capturadas pelo celular do próprio autor.

A figura 01 mostra a embalagem de um dos alimentos utilizados na combustão para o aquecimento da água.

Figura 01 : um dos alimentos utilizados

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A figura 02 mostra a medição da massa do alimento posteriormente queimado para liberação da energia nele contida.

Figura 02 : balança

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A figura 03 mostra o a estrutura do calorímetro de baixo custo e fácil acesso já construído

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Figura 03 : o calorímetro

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Após o desenvolvimento da atividade, além das questões de Física Térmica relacionadas ao experimento, os alunos responderam a uma pergunta relacionada à atividade desenvolvida. Seguem alguns depoimentos dos alunos:

ALUNO A: ' Levamos em consideração os valores da massa das substâncias utilizadas e a temperatura inicial da água após a queima do alimento nós observamos o quanto a água absorveu de calor e o quanto o alimento liberou de calor '.

ALUNO B: ' Considerei interessante porque através do ato de queimar um alimento e esquentar a água foi possível descobrir a quantidade de calor absorvido pela água e a quantidade de calor liberada pelo alimento, e isso nos trouxe um conhecimento que não sabíamos, foi uma experiência nova, que acrescentou no nosso aprendizado '.

ALUNO C: ' Muito legal, pois aprendemos que com um pequeno alimento queimado podemos alterar a temperatura da água '.

ALUNO D: ' Nós achamos que o experimento foi de grande aprendizagem, pois aprendemos algo novo e dinâmico, e serviu para fixar o conteúdo, pois mostrou o que acontece na prática '.

## Conclusão

O uso das atividades experimentais em sala de aula deve contribuir para uma maior autonomia intelectual do aluno, permitindo que ele adquira novos conhecimentos e que construa uma base sólida sobre os conceitos científicos,, reconstruindo as concepções alternativas que imperavam em sua estrutura cognitiva. Assim, através da experimentação os educandos tiveram a oportunidade de confrontar a física teórica com a física prática e ainda relacioná-la com o seu dia a dia.

A experiência do calorímetro feito com material de baixo custo e fácil acesso oportunizou isso aos alunos, mas o aproveitamento da caloria alimentar no aquecimento da água variou entre 37% e 53% da caloria alimentar liberada. O experimento não apresentou números de seu aproveitamento tão motivadores, o que requer um cuidado mais apurado em sua elaboração, sendo necessário nos debruçar sobre como diminuir a dispersão da energia dos alimentos utilizando, por exemplo, isopor para tentar garantir um maior aproveitamento dessa energia e ter mais zelo durante as medições da massa da água e da massa do alimento.

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Na atividade desenvolvida, pudemos perceber o quão motivados ficaram os estudantes (vide relatos), o que desencadeou reações na dimensão epistemológica, na medida em que eles reconheceram que suas concepções acerca das teorias trabalhadas estavam equivocadas, impactando, consequentemente, na dimensão instrucional e, na dimensão funcional tendo em vista que houve êxito na proposta de execução das atividades desenvolvidas.

Por razões como as acima apresentadas é que podemos concluir que o uso das atividades experimentais em sala de aula também favorece a superação da aula tradicional, centrada no ensino mecânico, uma vez que o aluno, buscando informações para construir seu conhecimento poderá se tornar sujeito ativo de sua aprendizagem, abandonando a condição de receptáculo do que outros construíram. Além disso, o uso das atividades experimentais em sala de aula contribui para o que Carvalho e Sasseron (2015) chamam de enculturação científica.

Essas iniciativas são condições necessárias para atingir uma mudança no processo do ensino que permita aos alunos alcançar aprendizagens efetivas e de qualidade e que lhes permitam continuar aprendendo ao longo da vida.Segundo Moreira (2010), apoiado em Ausubel, Novak e Hanesian (1980) quando se estrutura um conteúdo para ser apresentado ao estudante, é preciso proporcionar uma diferenciação progressiva , princípio ausubeliano pelo qual o conteúdo deve ser programado de forma que as ideias mais específicas sejam apresentadas inicialmente e, progressivamente diferenciadas e isso fica evidente durante a evolução das atividades desenvolvidas durante a aplicação da Sequência de ensino e aprendizagem.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Básica. Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM). Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias, 1999. &lt; Disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/ciencian.pdf &gt;.Acesso em:15/07/2018.

\_\_\_\_\_\_\_. Ministério da Educação e Cultura. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília, DF: MEC, 2002.

CARVALHO, A.M.P; SASSERON, L. H. Ensino de Física por investigação: Referencial teórico e as pesquisas sobre sequências de ensino investigativas. Ensino Em Revista , v.22, n.2, p.249-266, 2015.

CHIQUETTO, Marcos José. O Currículo de Física do Ensino Médio no Brasil: Discussão retrospectiva . Revista e-curriculum, São Paulo, v.7 n.1 abril /2011.

GIORDAN, Marcelo. O Papel da Experimentação no Ensino de Ciências. Química Nova na Escola . V.10, novembro de 1999.

KAWAMURA, Maria Regina Dubeux e Hosoume,Yassuko. A Contribuição da Física para um Novo Ensino Médio . Física na Escola , v.4, n. 2, 2003.

LABURÚ, C. E. Seleção de experimentos de física no ensino médio: uma investigação a partir da fala dos professores. Investigação em Ensino de Ciências , v. 10, n. 2, 2005.

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MOREIRA, M.A. (2011). Teorias de aprendizagem . São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária. Caps. 1 e 3. 2ª ed. ampl. 242p.

MOREIRA, M.A. &amp; MASINI, Elcie F, S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel . São Paulo, Moraes, 1982.

ZABALA, A. A prática educativa, como ensinar. Artmed: Porto Alegre. Ed. 2010.

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