A INTERDISCIPLINARIDADE NO ENSINO DE CIÊNCIAS: EXPLORANDO CONCEITOS DE FÍSICA E QUÍMICA ATRAVÉS DA PILHA DE LIMÃO NO ENSINO MÉDIO

## A INTERDISCIPLINARIDADE NO ENSINO DE CIÊNCIAS: EXPLORANDO CONCEITOS DE FÍSICA E QUÍMICA ATRAVÉS DA PILHA DE LIMÃO NO ENSINO MÉDIO

João Everton da Silva 1 , Isabelly Maria Araújo Rodrigues 2 , Emily Cecília Silva do Nascimento 3 , Vitória Viviane de Souza Fernanades 4 , Juciane da Silva Barros 5 , Dener da Silva Albuquerque 6

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, ejoao2080@gmail.com

- 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, e-mail

3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, cecilianascimento2021@gmail.com

- 4 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, viviannesousarh@gmail.com
- 5 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, e-mail

6 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, dener.albuquerque2@ifrn.edu.br

## Resumo

O artigo explora a eficácia da interdisciplinaridade no ensino de ciências no ensino médio, com foco na integração de conceitos de física e química através do experimento da pilha de limão. A pesquisa aborda como atividades experimentais interdisciplinares podem melhorar a compreensão e o engajamento dos discentes com conceitos científicos, especificamente eletricidade e reações químicas. Utilizando uma abordagem prática, o estudo examinou a construção e análise de uma pilha de limão por estudantes do primeiro ano do ensino médio. A metodologia incluiu quatro aulas práticas divididas entre duas turmas, com a coleta de dados através de observações diretas e relatórios dos estudantes. Os resultados mostraram que a atividade aumentou a compreensão dos conceitos de eletricidade e química, e destacou a importância de métodos de ensino que conectem teoria e prática. A abordagem interdisciplinar foi vista como altamente eficaz, permitindo aos estudantes visualizarem e aplicar os conceitos de forma mais envolvente e prática. Os depoimentos dos estudantes ressaltaram a relevância e o interesse despertado pela atividade, indicando que o uso de métodos experimentais e interdisciplinares pode ser uma ferramenta valiosa para o ensino de ciências.

Palavras-chave : Interdisciplinaridade, Ensino de Ciências, Atividade Experimental,

## Introdução

- O ensino de ciências no ensino médio é essencial para desenvolver a capacidade dos estudantes de pensar criticamente e compreender as especificações naturais e tecnológicas que os rodeiam. A adoção de abordagens interdisciplinares que integrem diferentes áreas do conhecimento, como física e química, é essencial para tornar o aprendizado mais significativo e integrado. O experimento da "pilha de limão", que utiliza materiais simples e acessíveis, explora conceitos de eletricidade e reações químicas relacionadas à física. Este experimento ensina aos estudantes as relações entre química e física demonstrando como uma ocorrência química de zinco e cobre com ácido cítrico de um limão pode produzir corrente elétrica.

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

A problemática deste estudo se concentra em investigar como a incorporação de atividades experimentais interdisciplinares, como a pilha de limão, pode ajudar os estudantes no primeiro ano do ensino médio a aprender conceitos básicos de física e química. Esse questionamento é particularmente importante porque o ensino de ciências no ensino médio frequentemente enfrenta problemas de participação dos estudantes, especialmente quando os estudantes acham que as disciplinas de física e química são distantes de suas realidades e difíceis de entender (SANTOS, 2018).

O objetivo deste artigo é analisar a importância das atividades experimentais interdisciplinares no ensino de ciências. Usando a pilha de limão como estudo de caso, o autor demonstra como esse método pode ajudar os alunos a se envolverem mais e melhor compreender os conceitos de eletricidade e reações químicas. O objetivo da pesquisa é determinar os benefícios pedagógicos da realização de experimentos práticos que incorporam conhecimentos de diversas disciplinas. Eles demonstram como esses métodos podem tornar o aprendizado mais dinâmico, contextualizado e relevante para os estudantes.

A necessidade de desenvolver métodos educacionais que fomentem o aprendizado ativo e interdisciplinar no ensino médio justifica este estudo. O uso de atividades experimentais que conectam vários campos do conhecimento pode mudar o ensino de ciências, tornando-o mais significativo e envolvente. Isso ocorre porque permite que os estudantes relacionem teoria e prática de forma integrada (Oliveira, 2020). Essa prática é vital para despertar o interesse pela ciência e para aprimorar habilidades científicas, como observação, análise crítica e interpretação de dados.

A combinação de abordagens investigativas e construtivistas pode aumentar significativamente o ensino de ciências no ensino médio. Jean Piaget (1977) enfatiza que a experimentação prática permite a construção do conhecimento ativo por meio da interação direta com o ambiente e da interação de problemas. Martins (2015) enfatiza que o ensino deve ser centrado no estudante e que os estudantes devem participar de atividades que estimulem a formulação de hipóteses e a análise de resultados, o que resulta em um aprendizado mais envolvido e profundo. Essa abordagem é ilustrada pelo experimento da pilha de limão, que permite que os discentes estudem a eletricidade e as reações químicas de forma interativa e prática.

Além disso, Oliveira (2020) enfatiza que a interdisciplinaridade é essencial para obter uma compreensão mais abrangente das especificações científicas, conectando conceitos de várias disciplinas. O experimento da pilha de limão mostra como a química e a física se combinam na prática, tornando o aprendizado mais relevante e acessível. Santos (2018) afirma que atividades experimentais interdisciplinares podem ajudar a superar problemas como o engajamento e a percepção de complexidade no ensino de ciências, tornando o aprendizado mais ligado à vida real dos alunos.

## Metodologia

O objetivo deste artigo é analisar a importância das atividades experimentais interdisciplinares no ensino de ciências aos estudantes do primeiro ano do ensino médio. A construção e análise de uma pilha de limão são atividades práticas realizadas no laboratório de eletrotécnica da Escola Eco Rede de Ensino em João Câmara, RN.

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A metodologia foi organizada em quatro aulas práticas, cada uma dividida em duas sessões. As sessões foram organizadas da seguinte forma: duas aulas com a Turma A e duas com a Turma B. A turma A tinha 18 alunos e a turma B tinha 16. Isso permitiu que todos os alunos participassem e o experimento fosse realizado de forma adequada. O experimento da pilha de limão foi feito para os alunos aprenderem sobre eletricidade e reações químicas. Eles construíram uma pilha e analisaram os resultados.

A pesquisa foi descritiva e qualitativa e se concentrou na aplicação prática e na compreensão dos alunos dos conceitos científicos. Os alunos da primeira série do ensino médio são a população do estudo. Os materiais do experimento (limão, zinco, cobre, fios condutores e multímetros) e um formulário de relatório foram usados para registrar as dúvidas e análises dos alunos.

A ideia é obter uma compreensão das noções de eletricidade (como corrente elétrica e pilhas associadas) e reações químicas (como a interação entre ácido cítrico, cobre e zinco). Observar diretamente as atividades experimentais e analisar os relatórios dos alunos após o experimento realizado na coleta de dados. Os dados foram processados qualitativamente examinando a segurança dos conceitos de trabalho e as percepções dos alunos sobre o que aprenderam na prática.

O uso de um método de ensino baseado em experimentação, com ênfase na interdisciplinaridade entre física e química, foi um dos métodos utilizados. A análise dos relatórios dos discentes permitiu avaliar a compreensão dos estudantes dos conceitos envolvidos, bem como a eficácia das atividades práticas para melhorar o aprendizado. Como a atividade impactou a compreensão dos alunos dos conceitos científicos e seu envolvimento nas turmas foi possível determinar usando uma abordagem qualitativa.

## Resultados e Discursões

A análise dos resultados da atividade prática com a pilha de limão foi realizada com base nas observações diretas dos alunos durante as atividades experimentais e nos relatórios escritos, permitindo compreender o impacto pedagógico da experiência. Segundo Piaget (1977), a experimentação prática é fundamental para a construção do conhecimento, pois permite que o aluno interaja diretamente com o ambiente e explore questões de forma ativa e investigativa. Esse diálogo referencial com os resultados da Tabela 1, onde os principais aspectos positivos ressaltados pelos estudantes foram a compreensão dos conceitos de eletricidade e a integração entre física e química.

TABELA 1: Principais percepções dos alunos

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A construção da compreensão dos conceitos científicos através da prática experimental também reflete as ideias de Martins (2015), que enfatiza que a participação ativa dos estudantes em experimentos que estimulam a formulação de hipóteses e a análise crítica dos resultados promove um aprendizado mais profundo. Os comentários dos estudantes evidenciaram que a atividade prática permitiu aplicar os conceitos teóricos em situações reais , ou que se alinha ao referencial de Oliveira (2020) sobre a relevância da interdisciplinaridade para a compreensão científica integrada e significativa.

Além disso, os depoimentos dos alunos indicam um aumento no engajamento e na motivação para estudar ciências, em consonância com Santos (2018), que argumenta que as atividades experimentais interdisciplinares ajudam a superar a percepção de complexidade e a promover o interesse dos alunos por temas científicos . Esse engajamento foi distribuído de forma direta, com os alunos relatando que aprenderam mais ao participarem da atividade prática do que em abordagens tradicionais.

As Figuras 1, 2 e 3 ilustram alguns dos momentos de experimentação, nos quais os alunos puderam ver os resultados concretos do processo de geração de eletricidade com materiais simples.

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Fonte: Criação Própria

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Figura 1: Registros do momento da experientação

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Figura 2: Testes

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Figura 3: Observando os resultados

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Os comentários das aulas mostram uma avaliação geral da atividade prática. A experiência foi essencial para a compreensão dos conceitos abrangentes, de acordo com a maioria dos estudantes. Muito ressaltaram a importância da integração de física e química, pois permitiu uma visão mais ampla dos temas estudados.

Além disso, a atividade prática foi vista como uma oportunidade de aplicar os conceitos teóricos em situações práticas. Como resultado, o envolvimento e a exigência dos alunos aumentaram. A realização do experimento não apenas melhorou a compreensão dos conceitos de eletricidade e reações químicas, mas também fez com que o aprendizado fosse mais interativo e divertido.

A análise dos relatos qualitativos e das observações confirma que a abordagem prática e interdisciplinar foi eficaz em aumentar a compreensão dos conceitos de eletricidade e respostas químicas, proporcionando uma experiência de aprendizado dinâmico e interativo. Esses achados sugerem que a experimentação ativa, combinada à interdisciplinaridade, é uma estratégia pedagógica eficaz para o ensino de ciências, corroborando as perspectivas de Piaget (1977), Martins (2015) e Oliveira (2020).

## Conclusão

A atividade prática com a pilha de limão mostrada é altamente eficaz na promoção do entendimento dos conceitos de eletricidade e reações químicas entre os alunos da primeira série do ensino médio. Os resultados observados ao longo da experiência, corroborados pelos depoimentos e relatórios dos estudantes, revelaram que a prática facilitou a compreensão e aplicação desses conhecimentos em situações cotidianas. Por exemplo, os alunos disseram compreender como a geração de corrente elétrica ocorre pela interação entre o zinco, o cobre e o ácido cítrico do limão, e evidenciaram, nos seus relatos, a capacidade de relacionar princípios físicos e químicos.

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Além disso, muitos estudantes destacaram que o experimento proporcionou uma visão integrada entre física e química, o que reforça a importância de abordagens interdisciplinares. As percepções dos alunos sobre a utilidade do conteúdo em seu dia a dia e o aumento no engajamento durante a atividade também demonstram que o método experimental contribuiu para tornar o aprendizado mais significativo. Esses resultados apoiam a relevância de atividades práticas e interdisciplinares no ensino de ciências, conforme proposto por autores como Piaget (1977) e Martins (2015), que defendem a experimentação como forma de construção ativa do conhecimento.

Dessa forma, a prática experimental com a pilha de limão destaca-se como uma metodologia eficiente para o ensino de ciências, sendo capaz de transformar a experiência de aprendizagem ao promover uma conexão entre teoria e prática. A eficácia desta abordagem sugere que atividades experimentais semelhantes podem ser ampliadas para outras áreas do conhecimento, fortalecendo a compreensão e o interesse dos alunos pelas ciências.

## Referências

MARTINS, L. C. Ensino de Ciências por Investigação: Teoria e Prática na Sala de Aula . São Paulo: Editora Moderna, 2015.

OLIVEIRA, R. M. Práticas Experimentais no Ensino de Química e Física: Um Caminho para o Engajamento dos Estudantes . Rio de Janeiro: Editora Ciência Viva, 2020.

PIAGET, J. A Construção do Real na Criança . Rio de Janeiro: Zahar, 1977.

SANTOS, M. A. Desafios e Possibilidades no Ensino de Ciências no Ensino Médio: Uma Abordagem Interdisciplinar . Belo Horizonte: Editora Acadêmica, 2018.

NOGUEIRA, Nilbo Ribeiro ; FRANÇA, Lilian Cristina Monteiro; DA SILVA, Renato Izidoro. Interdisciplinaridade. São Paulo: Érica, 1998.

VIDAL, Otoniel Fernandez. Pilhas feitas com batatas ou limões: uma proposta de atividade prática de ensino de ciências por investigação. 2012.

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