VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

MODELOS MOLECULARES PARA O ENSINO DE QUÍMICA

UTILIZANDO MATERIAIS ALTERNATIVOS: SERRAGEM E BISCUIT

RESUMO

A premissa da fomentação para a divulgação de recursos didáticos de fácil acesso é um dos assuntos

abordados nas diversas áreas da química que se inicia por uma evolução de fatos ordenados num

segmento cronológico, onde estão organizados em temáticas ou problemas a serem pesquisados. Estas

idéias são embasamento para a busca de teorias norteadoras para a formação profissional ou acadêmica,

no que diz respeito principalmente aos processos metodológicos, sobretudo as aulas práticas em

laboratório a cerca do ensino de Química. Este trabalho teve como objetivo a confecção de modelos

moleculares com materiais alternativos e de baixo custo, com destaque para dois dos componentes, a

serragem de madeira e o biscuit, para a compreensão e a facilitação da disseminação dos conteúdos da

química e áreas afins. Para a confecção dos modelos moleculares o processo metodológico consistiu na

utilização de serragem, aglutinante, biscuit, tintas para tecidos, dentre outros demonstrando acessibilidade

ao recurso alternativo. Diante do material confeccionado e apresentado como recurso didático para as

aulas de química, os resultados demonstraram grandes vantagens, principalmente para a visualização das

ligações entre os átomos, além do baixo custo, uma vez que a maioria dos materiais usados na confecção

dos modelos é de fácil aquisição, além de incutir uma consciência ambiental em discentes e docentes que

estejam envolvidos no trabalho. Portanto, a viabilização e fomentação da confecção dos modelos

alternativos é uma prática que visa trabalhar questões pedagógicas e ambientais de forma a permitir a

sedimentação dos conhecimentos e experiências dos discentes com uma abordagem mais clara dos

conteúdos abordados da área da química e áreas afins, possibilitando os professores, material para tornar

as aulas de Química mais atraente e aos alunos a visualização tridimensional das moléculas facilitando

seu entendimento, melhorando consequentemente o ensino-aprendizagem.

Palavras-chave: Ensino de química, modelos moleculares, visualização tridimensional

VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

1. INTRODUÇÃO

Os assuntos abordados nas diversas áreas da química iniciam-se por uma evolução de fatos

ordenados num segmento cronológico, onde estão organizados em temáticas ou problemas a serem

pesquisados. Estas idéias são embasamento para a busca de teorias norteadoras para a formação

profissional ou acadêmica, no que diz respeito principalmente ao uso dos recursos didáticos, sobretudo as

aulas práticas em laboratório. Há inúmeras discursões e debates a cerca do ensino de Química, em relação

á forma de trabalhar os conteúdos, com a premissa de possibilitar a melhor compreensão da Química.

Diante desta situação, os educadores, principalmente os ligados ao Ensino de Química, lutam

ainda com problemas antigos da estrutura de ensino, em que habitualmente os alunos apresentam

dificuldades de transpor o limite da compreensão dos fenômenos químicos, por meio do senso comum,

para uma forma de interpretação complexa de fenômenos, cujas compreensões exigem níveis de abstração

só alcançados quando se está motivado para o aprendizado. Neste sentido é fato concordante que a

experimentação deve ser um dos componentes básicos no ensino de química, assim como foi no

desenvolvimento do conhecimento único e por isto tem sido objeto de atenção de vários pesquisadores

(SERAFIM, 2005). Os experimentos demonstrativos ajudam a enfocar a atenção do estudante nos

comportamentos e propriedades de substâncias químicas e auxiliam, também, a aumentar o conhecimento

e a consciência do estudante de química (VANIN, 1991).

Uma das maiores dificuldades no ensino de química, tanto em nível de graduação como no

ensino médio é a visualização tridimensional das moléculas, quando o tema “geometria molecular” é

abordado. Este problema acaba se refletindo em outras disciplinas e/ou áreas, como a Bioquímica e a

Biologia Molecular, uma vez que o comportamento químico e bioquímico das moléculas depende de seu

arranjo estrutural (GONÇALVES et al., 2009). A elaboração e confecção de conjuntos de modelos

moleculares surgem como uma ferramenta para facilitar a assimilação e o aprendizado de conceitos que

envolvam a geometria molecular, as ligações químicas entre outros. O uso de modelos moleculares é

simples e de grande valia para este propósito, pois apoia a visualização das ligações químicas existentes

entre os núcleos atômicos que compõem uma molécula, como também possibilita desenvolver no aluno a

percepção do arranjo espacial delas (LIMA e LIMA-NETO, 2009).

Uma proposta bastante útil na visualização tridimensional das moléculas são os modelos

atômicos comerciais, confeccionados em plástico. Entretanto, a quantidade e o formato das peças que

constituem estes kits comerciais limitam de maneira significativa o número de formas geométricas que

podem ser montadas. Além disso, o custo desses kits é elevado e nem sempre atendem à necessidade dos

alunos (e professores), pois são construídos dentro de um padrão já instituído há

décadas e que provoca limitações em cada modelo, especialmente no que se refere às aplicações

dentro do conteúdo de Química (GONÇALVES et al., 2009).

A técnica de construção de modelos moleculares a partir de “biscuit”, massa de modelar e

“epoxi‟ consiste em auxiliar docente e discente, como ferramenta básica na utilização e exposição do

recurso para o desenvolvimento das temáticas envolvidas na visualização tridimensional das moléculas,

pois os modelos existentes constituem-se de „kits‟ comerciais de custo elevado e um número limitado de

peças para montar as moléculas, inviabilizando economicamente a aplicação no processo ensino-

aprendizagem. Diante das dificuldades observadas, alguns pesquisadores da área do ensino de Ciências

têm desenvolvido materiais didático-pedagógicos alternativos (Kits), como forma de possibilitar aos

professores instrumentos auxiliares para a prática pedagógica (MATOS et al, 2009).

Tem sido demonstrado, por exemplo, que a partir da utilização de materiais de baixo custo,

encontrados no cotidiano, é possível se propiciar aulas mais atraentes e motivadoras, nas quais os alunos

são envolvidos na construção de seu conhecimento (SOUZA et al., 2008).

A construção de modelos moleculares pode ser feita de várias formas e usando os mais variados

materiais. A Tabela 1 mostra comparativamente as vantagens e desvantagens de modelos comerciais e de

modelos alternativos que estão propostos na literatura (LIMA e LIMA-NETO, 2009).

VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

Tabela 01 - Relação das vantagens e desvantagens de modelos comerciais e alternativos que são propostos na

literatura(LIMA e LIMA-NETO, 2009).

Tipo Vantagens Desvantagens

Comerciais Acabamento fino, ângulos

corretos

Importados, caros, limitado

números de peças, são

específicos, fácil desgaste,

configurações espaciais

restritas

Bolas de isopor com palitos de

dentes

Acessível e versáteis, com

ampla e pronta aplicação

Ocupa muito espaço, é de fácil

desgaste

Canudos de bebidas Fácil aquisição e cores variadas Montagem definitiva, frágil e

muito leve

Balões de aniversário Acessível e cores variadas Definitivo, frágil e muito leve

Arame Fácil construção Difícil manuseio da estrutura,

uso restrito

Bolas de isopor com canudos,

alfinetes e arame

Versátil, ampla aplicação em

química acessível

Montagens definitivas, difícil

posicionamento dos ângulos

Portanto, diante da necessidade de disseminação das informações referentes aos conteúdos de

química, este trabalho tem como objetivo a confecção de modelos moleculares com materiais alternativos

e de baixo custo, com destaque para um dos componentes, a serragem de madeira ou pó de serra

facilmente encontrada em serrarias e que sua queima libera gás carbônico poluindo o ambiente e o biscuit.

Estes materiais são a base para a confecção das estruturas, a fim de consolidar os conhecimentos de

geometria molecular e as características inerentes a temática abordada durante a integralização da

teoria/prática das disciplinas das áreas das químicas e afins.

2. METODOLOGIA

Na confecção dos modelos moleculares utilizou-se, serragem, aglutinante (feito com fécula de

mandioca e água), biscuit, tintas para tecidos, parafusos, microrretífica, hastes flexíveis e bacias (Figura

01).

Figura 01: Material utilizado na confecção dos modelos.

A princípio preparou-se a massa com a serragem e o aglutinante para então iniciar a moldagem

até que adquiram forma esférica. A moldagem foi realizada de forma manual (Figura 02) e a secagem

ocorreu naturalmente em temperatura ambiente, podendo ser acelerada se for exposto ao sol.

VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

Figura 02: (a) massa de serragem; (b) esferas já moldadas e secas.

A massa de biscuit foi utilizada para cobrir as bolas da massa de serragem após estarem secas, e,

em seguida usadas para a elaboração de átomos individualizados de acordo com as suas características.

Contudo, para cada átomo especificou-se a quantidade de massa a ser utilizada, conforme necessidades, e

para diferenciar cada elemento foi usada cores variadas, como mostra a (Tabela 02), conforme pode ser

observado na (Figura 03).

Tabela 02: Identificação dos átomos através de cores do padrão dos elementos

ELEMENTO COR

Carbono Preto

Nitrogênio Azul

Oxigênio Vermelho

Cloro Amarelo

Flúor Verde Claro

Hidrogênio Branco

Enxofre Verde Escuro

Fósforo Púrpura

Figura 03: (a) partes do modelo metano; (b) modelo metano montado.

Para a representação das ligações tanto simples quanto múltiplas, foram utilizadas hastes

flexíveis. A perfuração das esferas foi feita com parafusos ou microrétifica (broca) e utilizou-se um

transferidor para medir aproximadamente que os ângulos das ligações químicas das estruturas.

VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A partir da massa de serragem e de biscuit construíram-se vários modelos moleculares para

demonstrar a utilidade dos modelos confeccionados com materiais alternativos. Uma das grandes

vantagens desses modelos é a utilização das hastes flexíveis, que possibilitam a visualização das ligações

simples, duplas e triplas (Figuras 04, 05 e 06). O baixo custo é indiscutível, uma vez que a maioria dos

materiais usados na confecção dos modelos é de fácil aquisição. Além de tudo, a confecção desse material

ainda ajuda a incutir uma consciência ambiental em alunos e professores que estejam envolvidos no

trabalho, pois alguns dos matérias utilizados na confecção das estruturas são reaproveitados, como a

serragem e as hastes flexiveis.

Figura 04: (a) CH4 – Metano; (b) C6H11O - Glicose; (c) C3H6 - ciclopropeno; (d) C3H6O2 – ácido

propanóico; (e) C4H6 - ciclobuteno; (f) C6H6 - Benzeno; (g) C2H2 - acetileno; (h) BF3 – fluoreto de boro; (i)

C4H4S - Tiofeno

VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

Figura 05: (a) NH3 – Nitrogênio (Frontal); (b) NH3 – Nitrogênio (aérea); (c) C3H6O – Propanona (frontal); (d)

C3H6O – Propanona (aérea); (e) C2H6O – Etér-dimetil; (f) C4H9F – 2-Flúor-Butano.

Figura 06: (a) H2O - água (aérea); (b) H2O – água (frontal)

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A viabilização e fomentação da confecção dos modelos alternativos é uma prática que visa

trabalhar questões pedagógicas e ambientais de forma a permitir a sedimentação dos conhecimentos e

experiências dos discentes com uma abordagem mais clara dos conteúdos abordados da área da química e

áreas afins, possibilitando os professores, material para tornar as aulas de Química mais atraente e aos

alunos a visualização tridimensional das moléculas facilitando seu entendimento, melhorando

consequentemente o ensino-aprendizagem.

VI Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica

Aracaju-SE -2011

REFERÊNCIAS

GONÇALVES, C. L.; BORGES, E. L.; MOTA, F. V.; SCHUBERT, R. N.; LENARDÃO, E. J.;

GARCIA, I. T. S. Construção de Modelos Moleculares Versáteis para o Ensino de Química Utilizando

Material Alternativo e de Baixo Custo. XV CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA: PESQUISA E

RESPONSABILIDADE AMBIENTAL, 2007, Pelotas. Anais... Pelotas: UFPel. CD-ROM.

LIMA, M. B.; LIMA-NETO, P.; Construção de modelos para ilustração de estruturas moleculares em

aulas de química. Química Nova. São Paulo, v. 22, 1999. Disponível em:

<http://www.scielo.br/pdf/qn/v22n6/2598.pdf>. Acesso em: 17 set. 2011.

MATOS, C. H. C; OLIVEIRA, C. R. F.; SANTOS, M. P. F.; FERRAZ, C. S.; Utilização de Modelos

Didáticos no Ensino de Entomologia. REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA, v. 9, n.1,

p.19-31, 2009.

SERAFIM, Jr. I. M.; O Envolvimento Do Aluno No Processo De Ensino-Aprendizagem Durante A

Realização De Atividades Experimentais. 2005. Dissertação (Mestrado em Química), UFSCar., São

Carlos. 2005.

SOUZA, D. C.; ANDRADE, G. L. P.; NASCIMENTO JUNIOR, A. F. Produção de material didático-

pedagógico alternativo para o ensino do conceito pirâmide ecológica: um subsídio a educação cientifica e

ambiental. In: Fórum Ambiental da Alta Paulista. 4., 2008, São Paulo. Anais... São Paulo: ANAP, 2008.

cd-rom.

VANIN, J. A.; PORTO, P. A. Picturing the Chemical Relevance. JOURNAL OF CHEMICAL

EDUCATION. EUA, v. 68, p. 652-654, 1991.